Weiter gedacht

Kompakte Bauweise für optimale Anlagenanpassungen – die 4400H™ (Bild: Chesterton International GmbH)

19.06.2017 Weiter gedacht

Neue gasgeschmierte Gleitringdichtung

von Dipl.-Ing. Marcel Blagajski (Chesterton International GmbH)

Nicht nur neue Dichtungswerkstoffe, auch neue Dichtungsdesigns können erheblich zur Anlagenverfügbarkeit und zu Kostensenkungen beitragen – ein aktuelles Beispiel.

seit den 1960er Jahren – vorrangig bei hohen Drehzahlen und Drücken – in Kompressoren, Turbinen und Expandern (Strömungsmaschinen) eingesetzt.  Gewöhnliche flüssigkeitsgeschmierte Gleitringdichtungen, würden hier aufgrund der sich „berührenden“ Flächen und der daraus resultierend entstehenden Reibleistung nicht zuverlässig funktionieren. Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Dichtungsdesigns von gasgeschmierten Gleitringdichtungen: hydrostatische und hydrodynamische. Beide Ausführungen enthalten Stirnflächenmerkmale, um die Dichtspalthöhe und die Dichtspaltsteifigkeit (Gasfilm) innerhalb des Grenzflächenfluidfilms zwischen den Dichtflächen zu erhöhen und zu stabilisieren.

Eine hydrostatische Abdichtung weist typischerweise Merkmale auf, die dazu bestimmt sind, die Grenzflächenverteilung radial zu modifizieren. Es gilt, eine Dichtspaltsteifigkeit zu erzeugen – unabhängig von der relativen Bewegung zwischen den Dichtflächen. Zwei interessante Beispiele des hydrostatischen Dichtungsdesigns sind die öffnungskompensierte (Orifice) hydrostatische Dichtung und die radiale Rayleigh-Schritt-hydrostatische Dichtung. Weniger moderne Dichtungskonstruktionen beruhen auf Dichtspaltöffnungen (Lift-off), um entweder intern vorgeschaltetes Sperrgas oder ein externes Sperrgas mit einem höheren Druck in die Grenzfläche einzuführen. Dies soll das hydrostatische Druckprofil verstärken, was aber immer eine Mindestdrehzahl voraussetzt. Diese ordnungsgemäß dimensionierten Öffnungen wirken auch als Drosseln oder Ausgleichselemente, um die Dichtspalthöhe mit dem Sperrgasdruck zu erzeugen und einzustellen.