Was ist eine Pumpenpackung? Leitfaden für Kreiselschlammpumpen

Bei der Pumpenpackung handelt es sich um ein Dichtungsmaterial, das in die Stopfbuchse einer Pumpe gepresst wird, um Flüssigkeitslecks entlang der Welle zu kontrollieren – nicht zu beseitigen. In Kreiselschlammpumpen Es dient als primäre Barriere zwischen der abrasiven, feststoffreichen Prozessflüssigkeit und der äußeren Umgebung. Im Gegensatz zu mechanischen Dichtungen, die auf Nullleckage abzielen, lässt die Pumpenpackung absichtlich einen kleinen, kontrollierten Tropfen zu (typischerweise). 40–60 Tropfen pro Minute ) zum Schmieren und Kühlen der Packungsringe und der Wellenhülse.

Bei Schlammpumpenanwendungen – bei denen die gepumpten Medien Sand, Kies, Kohle oder Mineralkonzentrate enthalten können – wirkt sich die richtige Auswahl und Wartung der Packung direkt auf die Lebensdauer der Welle, die Betriebszeit der Pumpe und die Betriebskosten aus.

So funktioniert die Pumpenpackung in einer Stopfbuchse

Die Stopfbuchse ist eine zylindrische Kammer, die die Pumpenwelle umgibt. In dieser Kammer werden mehrere Ringe aus Packungsmaterial gestapelt und durch eine Stopfbuchse (Stopfbuchsenplatte) zusammengedrückt. Durch die Kompression wird die Packung radial nach innen gegen die Welle und nach außen gegen die Bohrung gedrückt, wodurch eine labyrinthartige Dichtung entsteht.

Bei Schlammkreiselpumpen a Laternenring (Dichtungskäfig) wird oft zwischen Packungsringen eingesetzt – typischerweise in der Mitte des Stapels. Durch diesen Ring wird sauberes Spülwasser oder Brauchwasser unter Druck eingespritzt 5–15 psi über dem Stopfbuchsdruck . Diese Spülung dient zwei Zwecken:

• Verhindert, dass abrasive Schlammpartikel in die Packung eindringen, was zu schnellem Verschleiß führen würde
• Schmiert und kühlt kontinuierlich die Packungsringe und die Wellenhülse

Ohne Spülwasser lagern sich die Schlammfeststoffe in den Packungsfasern ein und wirken als Schleifmittel. Studien aus Bergbaubetrieben zeigen, dass der Verschleiß der Wellenhülsen um ein Vielfaches zunehmen kann 300–500 % wenn Spülwasser verloren geht oder nicht ordnungsgemäß gewartet wird.

Arten von Pumpenpackungen, die in Schlammanwendungen verwendet werden

Nicht alle Verpackungsmaterialien funktionieren in abrasiven, korrosiven oder Hochtemperatur-Schlammumgebungen gleich gut. Die folgende Tabelle fasst die am häufigsten in Kreiselschlammpumpen verwendeten Typen zusammen:

Für die meisten Bergbau- und Mineralverarbeitungsanwendungen mit Kreiselschlammpumpen, Aramid- oder Kohlefaserpackung mit graphitimprägniertem Geflecht ist aufgrund seiner Beständigkeit gegen Partikeleinlagerung und der längeren Wartungsintervalle die bevorzugte Wahl.

Pumpenpackung vs. Gleitringdichtung: Was ist besser für Schlammpumpen?

Dies ist eine der am meisten diskutierten Entscheidungen im Schlammpumpenbau. Beide Optionen haben klare Kompromisse:

Vorteile der Pumpenpackung im Schlammbetrieb

• Niedrigere Anschaffungskosten — Packungsringe kosten in der Regel 10 bis 50 US-Dollar, im Vergleich zu 300 bis 2.000 US-Dollar für eine Gleitringdichtung
• Verträgt Wellendurchbiegungen und Vibrationen besser als starre Gleitringdichtungen
• Kann in vielen Konfigurationen vor Ort angepasst werden, ohne dass die Pumpe abgeschaltet werden muss
• Verzeiht weniger Störungen wie Kavitation, Druckspitzen oder Lufteinschlüsse

Nachteile der Pumpenpackung im Schlammbetrieb

• Erfordert eine konstante Spülwasserversorgung – wenn diese nicht aufrechterhalten wird, beschleunigt sich der Verschleiß exponentiell
• Bei absichtlicher Leckage entsteht Abwasser, das entsorgt werden muss
• Erfordert eine regelmäßige Anpassung der Drüse – normalerweise alle 100–200 Betriebsstunden im anspruchsvollen Gülleeinsatz
• Höherer langfristiger Wellenhülsenverschleiß im Vergleich zu ordnungsgemäß gewarteten Gleitringdichtungen

Im Allgemeinen, Pumpenpackungen sind nach wie vor die vorherrschende Dichtungsmethode für große Schlammkreiselpumpen (über 200 mm Laufraddurchmesser) im Bergbau und bei Baggerarbeiten aufgrund ihrer Robustheit gegenüber den rauen, wechselnden Bedingungen, unter denen diese Pumpen betrieben werden. Gleitringdichtungen werden für kleinere, sauberere oder umweltsensible Anwendungen bevorzugt.

So installieren Sie die Pumpenpackung richtig

Eine fehlerhafte Installation ist die häufigste Ursache für vorzeitiges Versagen der Packung. Befolgen Sie diese Schritte für den ordnungsgemäßen Einbau in die Stopfbuchse einer Kreiselschlammpumpe:

1. Entfernen Sie die Stopfbuchsbrille und ziehen Sie alle alten Packungsringe mit einem Packungshaken heraus. Beschädigen Sie dabei niemals die Oberfläche der Wellenhülse.
2. Untersuchen Sie die Wellenhülse auf Verschleißrillen oder Riefen. Eine Rille tiefer als 0,010 Zoll (0,25 mm) garantiert den Austausch der Hülse vor dem Neuverpacken.
3. Stopfbuchsbohrung gründlich reinigen. Messen Sie den Bohrungsdurchmesser und den Wellenhülsendurchmesser, um die richtige Packungsquerschnittsgröße zu bestätigen.
4. Schneiden Sie die Packungsringe einzeln mit einem Dorn passend zum Wellenhülsendurchmesser ab. Schneiden Sie jeden Ring bei a ab 45°-Stoßverbindung — Ziehen Sie niemals eine durchgehende Spule um die Welle.
5. Installieren Sie die Ringe einzeln und versetzen Sie die Verbindungen zwischen benachbarten Ringen um 90°. Setzen Sie jeden Ring fest ein, bevor Sie den nächsten hinzufügen.
6. Positionieren Sie den Laternenring so, dass seine Öffnungen mit der Spülwassereinlassöffnung in der Stopfbuchse übereinstimmen.
7. Ziehen Sie die Stopfbuchsbrille gleichmäßig handfest an und ziehen Sie dann die Schrauben handfest an eine Vierteldrehung — Bei der Erstinbetriebnahme niemals Drehmoment anziehen.
8. Starten Sie die Pumpe und lassen Sie die Leckage in den ersten 10–15 Minuten ungehindert abfließen. Ziehen Sie dann die Stopfbuchse schrittweise in kleinen Schritten fest, bis die Leckage den Zielwert von 40–60 Tropfen pro Minute erreicht.

Ziehen Sie die Stopfbuchse niemals zu fest an, um ein Auslaufen vollständig zu verhindern. Keine Leckage führt zu einem Hitzestau, der die Packung verglast, die Wellenhülse zerkratzt und innerhalb weniger Stunden zu einem katastrophalen Ausfall der Stopfbuchse führen kann.

Anzeichen dafür, dass die Pumpenverpackung ausgetauscht werden muss

Regelmäßige Inspektionen verhindern unerwartete Ausfälle. Ersetzen Sie die Verpackung, wenn Sie Folgendes beobachten:

• Übermäßige Leckage, die nicht kontrolliert werden kann durch Stopfbuchseneinstellung – zeigt an, dass die Packung vollständig komprimiert und abgenutzt ist
• Leckage, die braun, kiesig oder verfärbt erscheint – Schlammfeststoffe haben die Spülwasserbarriere umgangen
• Übermäßige Hitze an der Stopfbuchse – Oberflächentemperaturen höher 82 °C (180 °F) signalisieren unzureichende Schmierung oder zu starkes Anziehen
• Sichtbarer Verschleiß der Wellenhülse oder eine sichtbare Rille unter der Packungszone
• Stopfbuchsenbrille ist fast vollständig eingerastet, ohne dass noch ein Einstellweg verbleibt

Bei Schlammanwendungen mit hohem Verschleiß liegt die Lebensdauer der Packung üblicherweise zwischen 500 bis 2.000 Betriebsstunden Abhängig von der Abrasivität der Aufschlämmung, der Partikelgröße, der Wellengeschwindigkeit und der Qualität des Spülwassers.

Spülwasserbedarf für die Schlammpumpenpackung

Bei der Abdichtung von Kreiselschlammpumpen ist das Spülwassermanagement wohl wichtiger als die Auswahl des Packungsmaterials. Zu pflegende Schlüsselparameter:

Die Verwendung von Prozesswasser mit hohem Feststoffgehalt als Spülwasser ist ein häufiger und kostspieliger Fehler. Selbst bei Drücken über dem Stopfbuchsdruck kann partikelbeladenes Spülwasser die Lebensdauer der Packung verkürzen 60–70 % im Vergleich zur Spülung mit sauberem Wasser.

Praktische Tipps zur Verlängerung der Packungslebensdauer in Schlammpumpen

Bediener und Wartungsteams können die Wartungsintervalle für Verpackungen mit einigen disziplinären Vorgehensweisen erheblich verlängern:

• Starten Sie die Pumpe niemals, ohne dass Spülwasser fließt — Bereits wenige Sekunden Trockenlauf führen zu irreversiblen Packungsschäden
• Verwenden Sie eine Wellenhülse aus Hartchromoxid-Keramik- oder Wolframcarbid-Beschichtung um dem abrasiven Verschleiß zu widerstehen, der im Laufe der Zeit durch den Kontakt mit der Packung entsteht
• Halten Sie den Wellenschlag unten ein 0,003 Zoll TIR — Übermäßige Vibrationen verkürzen die Lebensdauer der Packung erheblich und führen zu ungleichmäßigem Verschleiß
• Überprüfen und justieren Sie die Dichtheit der Stopfbuchsbrille im Rahmen jeder wöchentlichen Wartungsrunde, anstatt darauf zu warten, dass Probleme auftreten
• Führen Sie ein Protokoll über die Anzugsintervalle. Wenn eine Anpassung der Stopfbuchse häufiger als üblich erforderlich ist, ist dies ein Frühwarnzeichen dafür, dass sich die Lebensdauer der Packung dem Ende nähert
• Tauschen Sie beim Ersetzen der Packung immer gleichzeitig auch die Wellenhülse aus, wenn diese eine messbare Verschleißrille aufweist – eine verschlissene Hülse zerstört die neue Packung innerhalb weniger Tage