Lager- und Transportbehälter müssen vor einer neuen Befüllung gereinigt werden. Viele Betriebe setzen dazu auf rotierende Spritzdüsen. Da die geschlossenen Behälter keine direkte Sichtkontrolle zulassen, muss man auf ein über lange Zeit gleichmäßig gutes Reinigungsergebnis vertrauen oder das Ergebnis im Anschluss aufwändig kontrollieren. Herkömmliche Reinigungsdüsen mit einseitiger Kugellagerung erreichen aber nur sehr mäßige Standzeiten. Abhilfe schaffen Rotationsdüsen mit einer hydrodynamischen Zweipunktlagerung.
Frank Zeitler, Dipl.-Chem. Andreas Zeiff
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Bisher werden für rotierende Reinigungsdüsen offene Kugellager eingesetzt. Dies hat einige gravierende Nachteile. Die nichtgeführten Kugeln können sich auf einer Seite des Lagers sammeln und das Lager verklemmt leicht. Schon eine leichte Unwucht im rotierenden Kopf durch Fertigungstoleranzen, Verschleiß oder angebackenen Schmutz stören den Rundlauf. Bei ansteigendem Betriebsdruck an der Düse strömt zunehmend Spülmedium durch das Lager. Die Kugeln des Lagers sind so in der freien Bewegung behindert, auch dabei steigt der Verschleiß an. Abhilfe schafft hier nur ein anderer konstruktiver Ansatz.
Zweipunktlagerung
Da die Reinigungsflüssigkeit prinzipbedingt immer vorhanden ist, kann man diese auch für die Lagerung der Düse heranziehen. Statt mit dem Lager gegen die Flüssigkeit zu arbeiten, kann man ihre Eigenschaften für die Lagerung ausnutzen. Der Spezialist für Reinigungssysteme AquaDuna hat daher seine Reinigungsdüse RotaJet mit einer verschleißarmen, hydrodynamischen Lagerung ausgestattet. Bei dieser trägt ein sich ständig erneuernder Flüssigkeitsfilm die Lagerlast. Während der Drehung schwimmen die Lagerteile darauf auf und verschleißen kaum. Um das Kippmoment des Düsenkopfes ebenfalls in den Griff zu bekommen, setzt der Hersteller zusätzlich auf eine Zweipunktlagerung des rotierenden Kopfteiles. Durch die verteilte Kraftaufnahme sinkt die Kippbeanspruchung der Lager gegenüber einem einzelnen Lager enorm. Dank der so sichergestellten achsparallelen Führung ist das Losbrechmoment beim Anlauf selbst bei noch nicht ausgebildetem Flüssigkeitsfilm sehr gering. Die Düse kann also auf ein geringes Anlaufdrehmoment ausgelegt werden. Dadurch bleibt das Drehmoment im Betrieb ebenfalls niedrig. Die Drehzahl steigt daher nur mäßig an, der Strahl bleibt konzentriert und wirkungsvoll. Die stufenlose Erhöhung des Reinigungsdrucks bis 10 bar ist schon bei Standarddüsen möglich. Höhere Drücke sind auf Anfrage möglich. Erreicht wird dies auch durch die Aufteilung der Düse in zwei durchdachte Funktionseinheiten. Das feststehende Anschlussstück trägt das Hauptlager und einen Endzapfen. Dieser Endzapfen greift wiederum in eine Bohrung im Rotor ein und bildet dort dann ein zweites hydrodynamisches Lager. Dank des langen Lagerabstandes sind Kippmomente kein Problem mehr, die Lagerlebensdauer und die Präzision der Düsenführung erhöht sich drastisch. Trotzdem baut die komplette Düseneinheit vergleichsweise niedrig, auch bei Anwendungen mit Platzproblemen ist sie das Mittel der Wahl.
Angepasste Werkstoffe und Düsengeometrie
Je nach Einsatzbereich stellen die Anwender besondere Forderungen an die Ausführung und Werkstoffe einer Reinigungsdüse. Die RotaJet-Düse ist daher so konzipiert, dass sie sich leicht aus den unterschiedlichsten Materialien fertigen lässt. FDA-konforme Standardmaterialien für die Bereiche Chemie, Pharma und Lebensmittel sind Edelstahl oder die Nickelbasislegierung Hastelloy sowie PTFE. Letzteres wird als glasfaserverstärkter Werkstoff eingesetzt, für den Ex-Schutzbereich auch als leitfähige, graphitgefüllte Variante. Diese Werkstoffpalette erlaubt den Düseneinsatz für alle gängigen Anwendungsgebiete von Lebensmittel über Lösemittel bis hin zu Grundchemikalien wie Säuren und Laugen.
Da die Reinigungswirkung von einer gleichbleibend guten Strahlqualität abhängt, ist neben der Lagerung auch die Strahlausbildung, sprich die Düsengeometrie, sehr wichtig. Hier orientiert sich AquaDuna an der Praxis und setzt neben Standarddüsen vor allem auf speziell den Behälterformen angepasste Ausführungen. So können die Düsen exakt auf die Tank- oder Fassinnenwand maßgeschneidert werden; es gibt dann kein Wandteil, das nicht oder nur schwach vom Reinigungsstrahl getroffen wird. Diese spezielle Düsengeometrie, zusammen mit der langlebigen exakten Lagerung, macht die Düse zu einem interessanten Reinigungssystem. So lassen sich Abstimmungen mit unterschiedlichen Arbeitsdrücken ebenso realisieren wie eine ökologisch und wirtschaftlich sinnvolle Düsenkonfiguration für Schaumreinigungsanlagen. Dank der mäßigen Drehzahl ergibt sich ein gleichmäßig gut verteilter, wandhaftender Schaumteppich mit bester Reinigungswirkung. Den Vorteil der variablen, auf den Anwendungsfall abstimmbaren Düsengeometrie setzt der Reinigungsspezialist auch für seine statischen und fremdangetriebenen Spritzdüsen ein.
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