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Mechanische Dichtungen bestehen aus einem rotierenden Element und einem stationären Element, jedes mit einer abgeschrägten, präzisionsglatten Deckfläche (siehe Abbildung 1).Die Dichtleistung wird in erster Linie durch den Zustand der Flächen und den Druck auf sie bestimmt.Weitere Schlüsselfaktoren sind Vibrations-, Wärme- und Pumpenspezifikationen.Abhängig von der Anwendung und den Bedürfnissen des Benutzers können verschiedene Dichtungstypen angebracht sein.

Figure 1. Common mechanical seal (Images and graphics courtesy of EASA) Figure 1. Common mechanical seal (Images and graphics courtesy of EASA)

Für viele größere Zentrifugalpumpen haben die Anwender die Möglichkeit, mechanische Dichtungen von Bauteilen oder Patronen zu installieren.Das Verständnis der Vorteile und Grenzen eines jeden kann helfen, die beste Lösung für eine bestimmte Anwendung zu bestimmen.

Component Mechanical Seals

Die üblichen mechanischen Dichtungen sind typischerweise Komponentendichtungen.Wenn Benutzer einen Ersatz bestellen, erhalten sie typischerweise eine Box mit Dichtflächen, Halterungen, O-Ringe, Stiefel und anderen Teilen, die die Fähigkeiten eines erfahrenen Pumpentechnikers erfordern, um richtig zu installieren und anzupassen (siehe Bild 1).

Image 1. Component (left) and cartridge (right) mechanical seals Image 1. Component (left) and cartridge (right) mechanical seals

Falsche Installation und Einstellung sind häufige Ursachen für das Versagen der Bauteildichtung.Wenn zum Beispiel die Dichtflächen nicht richtig auf der Welle oder im Dichtungsgehäuse sitzen, werden sie falsch ausgerichtet.Gleitende O-Ringe und Elastomere über Wellenschultern, Tastaturen oder scharfe Kanten des Dichtgehäuses können auch diese Teile beschädigen und zu einer falschen Dichtspannung führen.

Das Dichtungsgehäuse bietet oft eingeschränkten Zugang, so dass erfolgreiche Anpassungen Präzision und Genauigkeit erfordern.Während ein erfahrener Pumpentechniker jede Bauteildichtung erfolgreich installieren und anpassen kann, bietet dieser Prozess die Möglichkeit für Fehler.

Cartridge Mechanical Seals

Die mechanischen Dichtungen und die Dichtungen der Patronen verwenden ähnliche Bauteile, aber die stationären Teile der Patronen werden in einem Gehäuse vormontiert und die rotierenden Teile werden auf einer mit einem O-Ring versiegelten Welle vormontiert.Das Patronenhauseum ersetzt typischerweise die Drüsenscheibe und Dichtungen am Pumpengehäuse mit einer Dichtung, einem O-Ring oder einem anderen Elastomer.Da mechanische Dichtungskomponenten der Patrone auf die Hülse und in die Patronenhülse vormontiert werden, sind Fehler in der Teilemontage unwahrscheinlich.

Die auf die Dichtflächen aufgetragene Federspannung ist ein wichtiger Faktor, der die erfolgreiche Dichtmontage beeinflusst.Bei Bauteildichtungen können die Techniker diese Spannung manuell einstellen, indem sie die Länge der installierten Dichtfeder einstellen.Bei Maschinendichtungen ist die Federspannung voreingestellt.Um die richtige Spannung zu gewährleisten, hält eine Haltevorrichtung die rotierenden und stationären Elemente bis zum Anbringen der Dichtung in Ausrichtung.

Während die Details, ob eine Patrone mechanische Dichtung an eine Anwendung angebracht werden kann, komplex sind, ist eines der Kriterien, ob die Dichtung von der nassen Seite oder von der trockenen Seite der Dichtungskammer installiert wird.Pumpen mit einer Dichtung, die von der nassen Seite, hinter dem Laufrad installiert, sind in der Regel nicht geeignet für Patronen mechanische Dichtungen.

Zusätzlich können Tauchpumpen, die normalerweise mit Doppeldichtungen ausgestattet sind, nicht in Maschinendichtungen umgewandelt werden, da die Dichtungen von der Nassseite der Pumpe installiert werden.

Component vs. Cartridge

Für Endbenutzer, die zwischen einem Bauteil- und Patronensiegel entscheiden, sind die primären Überlegungen Kosten und Leichtigkeit der Installation.Wenn ein kompetenter Pumpentechniker die Pumpe während der Überholung unter guten Arbeitsbedingungen bedient, kann die einfache Installation wie ein kleines Problem erscheinen.Die Sorge besteht jedoch darin, dass die Dichtung bei einem Notfall ausgetauscht wird.

Die mechanischen Dichtungen der Patronen können zwei bis drei Mal Dichtungen kosten, so dass, sofern nicht anders angegeben, konkurrenzfähige Reparaturangebote typischerweise für Dichtungen von Bauteilen gelten.Trotz der höheren Anfangsinvestitionen kann ein Patronensiegel jedoch eine kostengünstigere, langfristige Lösung sein, da die Wartung der Pumpe möglicherweise einen Versiegelungswechsel in Betrieb nehmen muss.Potenzielle Einsparungen ergeben sich aus geringeren Arbeitskosten und weniger Produktionsunterbrechungen, wenn ein nachfolgender Robbenersatz erforderlich ist.Zu den prognostizierten Einsparungen gehört auch die Beseitigung von Dichtungsfehlern infolge unsachgemäßer Montage von Bauteildichtungen.

Dual Seals

Dual-Dichtungen sind effektive Lösungen für viele Pumpenumgebungen und Anwendungen, die robust auf Dichtungen sind, einschließlich hoher Temperaturen, hoher Drücke und Foul Pumpage beladen mit Schleifmitteln.Die Doppeldichtungen haben eine Kammer zwischen den Dichtungen, in die die Barriereflüssigkeit gepumpt werden kann, um Kühlung, Schmierung und Schutz vor Schleifmitteln in der Pumpenseite zu gewährleisten.Bei der Umgestaltung einer Einzelprobe-Pumpe zur Aufnahme von Doppelkomponenten-Dichtungen wäre es schwierig, die Präzisionskomponenten einer Patrone-mechanische Dichtung als Doppeldichtung zu konstruieren, die leicht in den gleichen Raum wie eine einzelne Dichtung passen kann (siehe Bild 2).

Image 2. A cartridge dual mechanical sealImage 2. A cartridge dual mechanical seal

Impeller Adjustment

Einige Pumpen, insbesondere solche mit halboffenen Laufrädern, erfordern eine regelmäßige Anpassung des Laufrads.Der Anwender kann diese Einstellung vornehmen, indem er die Pumpenwelle axial bewegt, was die Spannung auf der Dichtung verändern kann.Auf einer Bauteildichtung erfordert das Zurücksetzen der Dichtspannung eine erhebliche Demontage der Pumpe.Die meisten Maschinendichtungen verfügen über Haltevorrichtungen, die zur Ausrichtung der stationären und rotierenden Elemente installiert werden können.Dadurch ist es einfach, die Dichtspannung nach der Einstellung des Laufrads zurückzusetzen.

Split Cartridge Mechanical Seals

Der Austausch einer mechanischen Pumpendichtung, Komponente oder Patrone erfordert in der Regel die Demontage der Pumpe.Eine Möglichkeit, dies zu vermeiden, ist eine geteilte Dichtung zu verwenden.Die Flächen und andere umlaufende Bauteile werden halbiert, so dass sie ohne Demontage der Pumpe installiert werden können.Da jede umlaufende Komponente ordnungsgemäß montiert und zusammengefügt werden muss, kann der Einbau von Split-Komponentendichtungen problematisch sein und ein hohes Maß an technischer Leistungsfähigkeit erfordern.Wenn Fehler gemacht werden, funktioniert das Siegel nicht.

Die jüngsten Entwicklungen in der Dichtungstechnik haben zur Herstellung von mechanischen Dichtungen mit geteilter Patrone geführt, die den Einbau von geteilten Dichtungen erheblich vereinfachen.Ob eine geteilte Patrone mechanische Dichtung die beste Option ist, hängt von der Leichtigkeit der Installation gegenüber Kosten ab.Die zusätzlichen Kosten können gerechtfertigt sein, wenn der Antrag in der Vergangenheit einen Versiegelungswechsel erforderlich gemacht hat und wenn die Demontage der Pumpe schwierig ist.

Making the Right Choice

Wenn der Anwender die kostengünstigste, langfristige Lösung für die Pumpenwartung finden will, und er erwartet, dass die Dichtung im Betrieb ausgetauscht wird, ist eine Maschinendichtung wahrscheinlich eine gute Wahl.Mit einer Maschinendichtung kann auch die Umwandlung von einer Verpackungsdichtung in eine mechanische Dichtung ermöglicht werden.Wenn geringe Anfangskosten wichtig sind, sind KomponentenVersiegelung 8212und ein gut ausgebildeter Pumpentechniker im Bereich der Kombi2.