Ein langer Weg ... und Ziel erreicht

Verlagerung der Taumel- und Auslenkbewegung aus dem Dichtungsinnenbereich (Bild: Pfaudler interseal GmbH)

04.06.2018 Ein langer Weg ... und Ziel erreicht

Schutzkonzept für Wellenlippendichtung in anspruchsvoller Prozessumgebung

von Clas Nils Schmitz (Pfaudler interseal GmbH)

Die Herstellung von Feststoffen und Trocknungsprozesse stellen in diesen Industriebereichen  erhöhte Anforderungen an Dichtungssysteme und sorgen bei fehlenden Schutzkonzepten für erhöhten Verschleiß. Deshalb wurde über Jahrzehnte an diesem Problem gearbeitet – mit dem Ergebnis einer Dichtungslösung, die auch den hohen Anforderungen der Pharmaindustrie Rechnung trägt.

Die Medien, z.B. Feststoffe, die im Misch- und Trocknungsprozess verarbeitet werden, stehen typischerweise im direkten Kontakt mit den Dichtelementen. Ihre Aufgabe ist es, Medien, die aufgrund ihrer molekularen Struktur geeignet sind, in eine Dichtstelle einzudringen, daran zu hindern. Denn eingedrungene Medien beschädigen die Dichtelemente nachhaltig und führen zu deutlich reduzierten Laufzeiten und damit zu unnötig hohen Produktionskosten bzw. schlimmstenfalls teuren Produktionsausfällen.

Erhöhte Anforderungen der Pharmaindustrie
Bei pharmazeutischen Prozessen besteht zudem die Herausforderung einer GMP- (Good Manufacturing Practice) gerechten Konstruktion der Dichtungslösung, die den besonderen Reinheitsanforderungen dieser Branche Rechnung trägt. Konstruktiv wird hier vorausgesetzt, dass keine unnötigen Toträume entstehen, in denen sich das Medium absetzen kann und die in Folge gar nicht oder nur schwer gereinigt werden können.

Gängige Dichtungslösungen verfügen derzeit über keine oder nur eingeschränkte Schutzoptionen, um die Dichtung vor eindringenden Medien aktiv zu schützen. Auch die in der GLRD-Technik direkt im Produkt angewendete rotierende Gegenringpaarung ist am Ende auch „nur“ eine Kompromisslösung, da das Medium sofort in den Sperrkreislauf (z.B. Flüssigkeit oder Gas) eindringt und sich dort ablagert.

Ein weiteres Problem sind die typischerweise auftretenden radialen Wellenbewegungen bei Mischern und ähnlichen Maschinen. Sie erhöhen die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Funktion der Dichtung. Diese Auslenkungskräfte, die während des Mischprozesses entstehen, übertragen sich auf das Dichtsystem und führen dort zu Spaltwirkungen. Beispiele sind der typische V-Spalt bei GLRD oder extreme Belastungen der Lippenelemente bei der klassische Lippendichtung. Eine Ideallösung ist also eine Verlagerung der Taumel- und Auslenkbewegung aus dem Dichtungsinnenbereich heraus nach außen. Damit werden die relativen Kräfte an den Dichtelementen eliminiert. Bei Maschinen mit horizontalen Wellen ist zudem zu beachten, dass die Wellenbewegungen auch über die eigentliche Dichtstelle bzw. -strecke hinaus – also vor der Dichtung – wirken. Gerade bei horizontalen Anwendungen besteht damit das Problem, dass das Medium während des Mischprozesses immer direkt in Kontakt mit den Dichtelementen gelangt und damit das Dichtsystem belastet. Hierfür wurde schon länger eine Lösung gesucht, um die Standzeiten der Dichtsysteme nachhaltig zu steigern.