A Doppeldichtungs-Patronendichtung ist eine integrierte, vormontierte Gleitringdichtungseinheit mit zwei Dichtflächenpaaren. Sie ist für hochzuverlässige, leckagearme Industrieanwendungen konzipiert und wird häufig in Pumpen, Mischern und Rührwerken eingesetzt, die toxische, brennbare, explosive oder stark korrosive Medien handhaben. Die Patronenbauweise ermöglicht eine schnelle Installation ohne bauseitige Anpassung, wodurch Montagefehler erheblich reduziert werden.
1. Kernstruktur & Funktionsprinzip
1.1 Grundstruktur
| Komponente |
Funktion |
| Primäre Dichtflächen (2 Paare) |
Bestehen aus rotierenden und stationären Ringen (gängige Materialien: SiC/SiC, WC/SiC), um das Austreten von Medien zu verhindern |
| Puffer-/Isolationskammer |
Der Hohlraum zwischen den beiden Dichtflächen, gefüllt mit Pufferflüssigkeit oder Isolationsflüssigkeit, um die Dichtflächen zu schmieren und Prozessmedien zu blockieren |
| Feder-/Antriebsmechanismus |
Übt gleichmäßigen axialen Druck aus, um sicherzustellen, dass die Dichtflächen eng anliegen; unterstützt bidirektionale Drehung |
| Patronengehäuse |
Integriert alle Komponenten in einer einzigen Einheit; gewährleistet die Koaxialität der Dichtung und der Pumpenwelle |
| Sekundärdichtungen (O-Ringe/V-Ringe) |
Dichtungen zwischen der Dichtungseinheit und der Pumpenwelle/Dichtungskammer; Materialien werden basierend auf der Medienverträglichkeit ausgewählt |
1.2 Funktionsprinzip
- Die prozessseitige Dichtfläche verhindert das Austreten des geförderten Mediums in die Pufferkammer.
- Die atmosphärenseitige Dichtfläche verhindert, dass die Pufferflüssigkeit in die Umgebung austritt, wodurch eine Leckage des Prozessmediums auf Null reduziert wird.
- Der Pufferflüssigkeitsdruck wird 0,1–0,2 MPa höher als der Druck des Prozessmediums gehalten, um sicherzustellen, dass die Dichtflächen eng anliegen und einen stabilen Schmierfilm bilden.
2. Wichtige technische Leistungsparameter
| Parameterkategorie |
Typischer Wertebereich |
| Druckbereich |
Vakuum bis 4,0 MPa (40 bar); Hochdruckausführungen bis zu 10 MPa |
| Temperaturbereich |
-50 °C bis 350 °C (abhängig von den Dichtflächen- und Sekundärdichtungsmaterialien) |
| Wellendrehzahlgrenze |
Bis zu 30 m/s (Umfangsgeschwindigkeit) |
| Wellendurchmesserbereich |
20 mm bis 200 mm (kundenspezifische Größen verfügbar) |
| Zulässiger Wellenrundlauf |
≤0,03 mm (Hochpräzisionsanwendungen erfordern ≤0,015 mm) |
| Leckagestandard |
Keine sichtbare Leckage (Pufferflüssigkeitszirkulation normal); erfüllt die Emissionsanforderungen von API 682 |
3. Haupttypen & Anwendungsszenarien
Doppeldichtungs-Patronendichtungen werden nach struktureller Anordnung in zwei Haupttypen eingeteilt:
| Typ |
Layout-Merkmal |
Anwendbare Szenarien |
| Back-to-Back-Typ |
Zwei Dichtflächen sind in entgegengesetzter Richtung angeordnet; hohe Beständigkeit gegen Gegendruck |
Hochdruckpumpen, chemische Reaktor-Rührwerke, Medien mit variablem Druck |
| Tandem-Typ |
Zwei Dichtflächen sind in der gleichen Richtung angeordnet; die prozessseitige Dichtung ist die Primärdichtung, und die atmosphärenseitige Dichtung ist die Reserve |
Toxische/radioaktive Medien, Szenarien, die redundanten Sicherheitsschutz erfordern |
3.1 Typische Anwendungsbereiche
- Petrochemische Industrie: Rohölpumpen, Kohlenwasserstoff-Transferpumpen, Reaktor-Bodenpumpen
- Chemische Industrie: Säure-/Laugen-Transferpumpen, Pumpen für organische Lösungsmittel, Mischer für Polymermaterialien
- Pharmazeutische Industrie: API-Transferpumpen (Active Pharmaceutical Ingredient), sterile Prozessausrüstung
- Umweltschutzindustrie: Abwasserbehandlungspumpen (mit toxischen Substanzen), Ausrüstung zur Behandlung gefährlicher Abfälle
4. Leitfaden zur Auswahl der Kernmaterialien
| Komponente |
Materialoptionen |
Anwendbare Mediumseigenschaften |
| Dichtflächen |
SiC/SiC |
Allgemeine korrosive Medien, hohe Verschleißfestigkeit |
|
WC/SiC |
Medien, die Feststoffpartikel enthalten, hohe Abrasivität |
|
Kohlenstoffgraphit/SiC |
Niedrige Geschwindigkeit, geringe Reibungsanforderungen |
| Metallkomponenten (Gehäuse/Feder) |
316L Edelstahl |
Schwach korrosive Medien (Wasser, verdünnte Säuren/Laugen) |
|
Hastelloy C276 |
Stark korrosive Medien (konzentrierte Säuren, chlorhaltige Medien) |
|
Titanlegierung |
Meerwasser, chloridhaltige Medien |
| Sekundärdichtungen |
FKM (Viton) |
Die meisten organischen Lösungsmittel, schwache Säuren/Laugen, Temperatur ≤200 °C |
|
FFKM (Perfluorelastomer) |
Starke Oxidationsmittel (konzentrierte Salpetersäure, Wasserstoffperoxid), Temperatur ≤300 °C |
|
PTFE |
Stark korrosive Medien, die mit Gummi unverträglich sind, Temperatur ≤260 °C |
5. Wichtige Punkte für Installation & Wartung
5.1 Vorsichtsmaßnahmen bei der Installation
- Vorinstallationsprüfung: Überprüfen Sie, ob das Dichtungsmodell mit dem Pumpenwellendurchmesser und der Dichtungskammergröße übereinstimmt; prüfen Sie die Dichtflächen und Sekundärdichtungen auf Beschädigungen.
- Sauberkeit: Stellen Sie sicher, dass die Pumpenwelle, die Dichtungskammer und die Patronendichtungsfläche frei von Verunreinigungen, Graten oder Rost sind.
- Koaxialitätsausrichtung: Die Dichtungseinheit muss senkrecht zur Pumpenwelle installiert werden, um exzentrischen Verschleiß der Dichtflächen zu vermeiden.
- Keine Demontage: Demontieren Sie die vormontierte Patroneneinheit nicht, um die werkseitig eingestellte Kompression und Koaxialität nicht zu zerstören.
5.2 Anforderungen an die tägliche Wartung
- Überwachung des Pufferflüssigkeitssystems: Überprüfen Sie regelmäßig den Pufferflüssigkeitsdruck, die Temperatur und die Sauberkeit; ersetzen Sie die Pufferflüssigkeit alle 3–6 Monate.
- Leckageprüfung: Verwenden Sie einen Gasdetektor oder einen Flüssigkeitsleckagesensor, um die atmosphärenseitige Seite auf Leckagen zu überwachen; alarmieren Sie sofort, wenn eine anormale Leckage festgestellt wird.
- Lebensdauer-Management: Unter normalen Betriebsbedingungen beträgt die Lebensdauer 12.000–20.000 Stunden; ersetzen Sie die gesamte Dichtungseinheit, sobald sie die Lebensdauer erreicht hat, auch wenn keine Fehler festgestellt werden.
- Lageranforderungen: Nicht verwendete Dichtungen sollten in einer trockenen, belüfteten Umgebung gelagert werden; vermeiden Sie den Kontakt mit Öl, Chemikalien oder direkter Sonneneinstrahlung.
6. Hauptvorteile & Einschränkungen
6.1 Vorteile
- Null-Leckage-Leistung: Verhindert effektiv das Austreten von toxischen/brennbaren Medien und erfüllt strenge Umwelt- und Sicherheitsstandards.
- Einfache Installation: Vormontiertes Design eliminiert die bauseitige Anpassung; reduziert die Installationszeit um 50 % im Vergleich zu geteilten Dichtungen.
- Hohe Zuverlässigkeit: Die integrierte Struktur reduziert das Risiko einer Fehlausrichtung der Komponenten; geeignet für den Dauerbetrieb unter rauen Bedingungen.
- Reduzierte Wartungskosten: Die Patroneneinheit kann als Ganzes ausgetauscht werden; keine Reparatur von Dichtungskomponenten vor Ort erforderlich.
6.2 Einschränkungen
- Höhere Anschaffungskosten: Teurer als Einzel-Dichtungen; geeignet für Szenarien, in denen Sicherheit und Null-Leckage Priorität haben.
- Benötigt ein Hilfssystem: Muss mit einem Pufferflüssigkeitszirkulationssystem ausgestattet sein, was die Gesamtinvestition in die Ausrüstung erhöht.
- Platzbedarf: Größere radiale Abmessungen als Einzel-Dichtungen; erfordert, dass die Pumpendichtungskammer ausreichend Installationsraum hat.
7. Professionelle Fragen & Antworten zur Doppeldichtungs-Patronendichtung
F1: Was ist der Unterschied zwischen einer Back-to-Back- und einer Tandem-Doppeldichtungs-Patronendichtung?
A: Der Back-to-Back-Typ hat zwei Dichtflächen, die in entgegengesetzter Richtung angeordnet sind, wodurch er bidirektionalem Druck widerstehen kann und für Medien mit variablem Druck geeignet ist. Der Tandem-Typ hat zwei Dichtflächen, die in der gleichen Richtung angeordnet sind; die prozessseitige Dichtung ist die Primärdichtung, und die atmosphärenseitige Dichtung ist die Reserve, was besser für toxische/radioaktive Medien geeignet ist, die redundanten Schutz erfordern.
F2: Wie wählt man die Pufferflüssigkeit für eine Doppeldichtungs-Patronendichtung aus?
A: Die Pufferflüssigkeit sollte folgende Anforderungen erfüllen:
- Chemische Verträglichkeit mit dem Prozessmedium (keine Reaktion oder Kontamination).
- Gute Schmierfähigkeit und thermische Stabilität, um sicherzustellen, dass die Dichtflächen geschmiert und gekühlt werden.
- Verwenden Sie für brennbare Medien feuerfeste Pufferflüssigkeit (z. B. Wasser-Glykol-Gemisch, synthetischer Ester).
F3: Kann eine Doppeldichtungs-Patronendichtung für Pumpen verwendet werden, die Medien mit Feststoffpartikeln handhaben?
A: Ja, aber folgende Konfigurationen sind erforderlich:
- Wählen Sie WC/WC oder SiC/WC Dichtflächenmaterialien mit hoher Verschleißfestigkeit.
- Rüsten Sie eine Spülleitung aus, um saubere Pufferflüssigkeit in die Dichtungskammer einzuspeisen und zu verhindern, dass Partikel in die Dichtflächen gelangen.
- Installieren Sie einen Filter am Pufferflüssigkeitseinlass, um Verunreinigungen in der Flüssigkeit zu entfernen.
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