Frank Zeitler, Dipl.-Chem. Andreas Zeiff
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.
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.
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.
