Hochtemperatur-Sperrsysteme

Warum Sperrsysteme?

Jede rotierende Pumpe hat eine Antriebswelle, die in irgendeiner Form abgedichtet werden muß. Die Abdichtung kann über eine Magnetkupplung, eine Stopfbuchspackung, eine Labyrinthdichtung mit Rückfördergewinde, eine einfache oder doppeltwirkende Gleitringdichtung, eine Mehrfach Lippendichtung oder mittels Kombinationen vorgenannter Systeme erfolgen.

Bei bestimmten Batch-Prozessen (z.B. bei der Herstellung von Polyester) muß die Wellenabdichtung mit schwierigen Bedingungen fertig werden. Einmal ändert sich die Temperatur, die Drehzahl der Pumpe und die Viskosität während eine Charge, zum anderen muß die Pumpenwelle gegen hohes Vakuum  auf der Saugseite abgedichtet werden. Unter diesen Bedingungen können nur doppeltwirkende, gesperrte Dichtungssysteme eingesetzt werden; entweder eine doppelte Stopfbuchse oder eine doppelte Gleitringdichtung in „back to back“ oder „face to face“ Anordnung.

Beide Systeme müssen mit einer Sperrflüssigkeit versorgt werden. Diese muß mit dem Förderprodukt (in unserem Beispiel Polyester) verträglich und temperaturbeständig sein, denn üblicherweise wird Polyester bei der Temperatur zwischen 280°C und 300°C gefahren.

Die beiden dargestellten Versorgungssysteme unterscheiden sich

I) durch ein dynamisches Sperrsystem und
II) durch ein statisches Sperrsystem.

Beide Systeme beinhalten eine magnetgetriebene Zahnradpumpe, die für einen Zwangsumlauf des Sperrmediums sorgt. Die Betriebstemperatur kann bis zu 350°C betragen.


1 Hand-Nachfüllpumpe
2 Sperrbehälter
3 Niveau-Schalter
4 Schauglas
5 Heiz-/Kühlschlange
6 Magnetgekuppelte Zahnradpumpe
7 Sicherheitsventil
8 Polymerpumpe

Das System I (das dynamische System) wird eingesetzt, wenn der Druck an der Saugseite relativ stark variiert. Er wird mit dem Druckaufnehmer (10) erfasst und steuert über eine Regelelektronik (11) das Regelventil (12) am Ausgang der Gleitringdichtung (9) an. Je nach Stellung des Regelventils (12) pumpt die Zahnradpumpe (6) das Sperrmedium gegen das mehr oder weniger geschlossene Regelventil (12). Es stellt sich ein Sperrdruck ein, der immer um einen einstellbaren Differenzdruck über dem Saugdruck der Polymerpumpe (8) liegt. Der dynamische Sperrdruck wird bei diesem System also von der Zahnradpumpe (6) erzeugt. Die unter Sperrdruck stehenden Rohrleitungen sind durch ein „A“, die unter atmosphärischem Druck stehenden Rohleitungen durch ein „B“ gekennzeichnet. Sperrbehälter (2) wird hier drucklos betrieben.


9 Doppelte Gleitringdichtung
10 Drucksensor
11 Regelelektronik
12 Regelventil
13 Stickstoffanschluss
A = Rohrleitung unter Sperrdruck
B = Rohrleitung unter atmosphärischem Druck

Das System II wird eingesetzt, wenn der Druck an der Saugseite der Pumpe (8) weitgehend konstant bleibt. Hier wird der Sperrbehälter (2) über den Anschluß (13) mit Stickstoff beaufschlagt. Der Sperrdruck wird durch den Stickstoffdruck erzeugt. Die Zahnradpumpe (6) hat lediglich die Rohrleitungsverluste zu überwinden. Hier steht das ganze System einschließlich Sperrbehälter (2) unter dem Stickstoff- = Sperrdruck. Mit der Hand-Nachfüllpumpe (1) kann das Niveau im Sperrbehälter erhöht werden, wenn der Niveau-Schalter (3) zu niedrigen Stand anzeigt und Alarm auslöst.