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Gasgeschmierte Gleitringdichtungen mit integrierter Spülung

Saubere Dichtungslösung für die Kristallproduktion
Gasgeschmierte Gleitringdichtung mit integrierter Spülung

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Merck in Darmstadt setzt bei der Flüssigkristallherstellung auf gasgeschmierte Gleitringdichtungen. Sie sind an den Wellen der Seitenantriebe mehrerer horizontaler Schaufeltrockner installiert, in denen die Kristalle getrocknet werden, und werden den hohen Ansprüchen an Reinheit und Reinigbarkeit gerecht.

Flüssigkristalle sind komplexe organische Verbindungen, die unter anderem in LC-Flachbildschirmen eingesetzt werden. Dabei wird mittels elektrischer Spannung die Ausrichtung der Flüssigkristalle beeinflusst und die dadurch veränderte Lichtdurchlässigkeit ermöglicht die Bilddarstellung. Bereits kleinste Verunreinigungen in der Produktion von Flüssigkristallen wirken sich auf ihre Leitfähigkeit aus. Der Unternehmensbereich Performance Materials der Merck KGaA in Darmstadt setzt daher seit vielen Jahren gasgeschmierte Gleitringdichtungen der Baureihe AGSR von Eagleburgmann ein, die den anspruchsvollen Anforderungen an Reinheit und Reinigbarkeit in der Herstellung von Flüssigkristallen gerecht werden.

Vielfältige Anforderungen

Die Kristalle werden für gewöhnlich im Batch-Verfahren produziert und liegen in unterschiedlichen Lösemitteln wie Toluol oder Methanol vor. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften können sich die Kristalle leicht an der Dichtung ablagern. Daher ist es essenziell, die Dichtungen im laufenden Betrieb permanent zu spülen. Außerdem müssen sie für CIP-Verfahren geeignet sein, um zu verhindern, dass nachfolgende Chargen durch die vorherige Produktion verunreinigt werden, und um die Funktion der Dichtung sicherzustellen.

In Schaufeltrocknern mit horizontaler Konstruktion, wie sie bei Merck eingesetzt werden, liegen die Dichtungen darüber hinaus meist im Produkt. Es ist daher notwendig, sowohl Kontaminationen durch das eingesetzte Sperrmedium als auch durch Abrieb von den Gleitflächen zuverlässig zu verhindern. Die Betriebstemperatur liegt zwischen 20 und 100 °C und der Behälterdruck beträgt max. 1,1 bar. Eine weitere Anforderung an das Dichtungssystem war die Erfüllung der Richtlinie 94/9/EG (Atex 95) bzw. 2014/34/EU, welche die Inbetriebnahme von Maschinen in explosionsgefährdeten Bereichen regelt.

Gasgeschmierte Doppeldichtungen

Die Gleitringdichtungen AGSR von Eagleburgmann sind gasgeschmierte Doppeldichtungen. Sie sind an den Wellen der Seitenantriebe mehrerer horizontaler Schaufeltrockner installiert, in denen die Kristalle getrocknet werden. Da die Gleitringe berührungsfrei laufen, wird Kontamination durch Abrieb von den Gleitflächen von vornherein vermieden. Spezifische Konstruktionsmerkmale der gasgeschmierten Gleitringdichtung wie glatte produktberührte Oberflächen sowie eine offene Gestaltung der O-Ring-Nuten tragen zu einer optimierten Reinigbarkeit bei. Dadurch ist die Dichtung grundsätzlich auch für Sterilanwendungen geeignet. Eine vor dem produktseitigen dynamischen Dichtelement integrierte Spülung wird im Betrieb permanent mit Stickstoff beaufschlagt. Sie vereinfacht zusätzlich die Reinigung per CIP-Verfahren. Das erhöht die Betriebssicherheit der Dichtung, da Rückstände des Produkts zuverlässig entfernt werden.

Als Sperr- und Spülmedium wird trockener Stickstoff eingesetzt. Als Inertgas ist dieser reaktionsträge und somit für den explosionsgefährdeten Bereich der Ex-Zonen 1 und 21 geeignet. Große Dichtflächen in Verbindung mit einer entsprechenden Nutauslegung sorgen für eine hohe Steifigkeit des Gasfilms und damit für eine zuverlässige Dichtfunktion und geringen Stickstoffverbrauch.

Optimierte Standzeiten

Neben der regelmäßigen CIP-Reinigung über den Spülgasanschluss trägt vor allem die permanente Beaufschlagung mit Sperr- und Spülgas zur Verlängerung der Standzeiten bei. Diese schützt die Dichtungen auch bei Stillstand. Als weitere Maßnahme für die Erhöhung der Lebensdauer wurden regelmäßige Spülgasdruckstöße während der Trocknung etabliert. Trotz der anspruchsvollen Einsatzbedingungen erreichen die gasgeschmierten Gleitringdichtungen AGSR bei Merck in der Praxis hohe Standzeiten von mehreren Jahren.

Eagleburgmann Germany GmbH & Co. KG, Wolfratshausen

Schematische Darstellung des Schaufeltrockners: Die Gleitringdichtungen sind an den Wellen der Seitenantriebe installiert
Bild: Eagleburgmann

Autorin: Ulrike Ballnath

Communication Manager,

Eagleburgmann



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