In un essiccatore a tamburo oscillante industriale una baderna esistente doveva essere sostituita da un sistema di tenuta definito. Gli obiettivi erano una migliore azione di tenuta, un minore onere di manutenzione e una maggiore sicurezza di esercizio.
La situazione di partenza
Una baderna tiene comprimendo assialmente gli anelli di guarnizione. Funziona, ma richiede attenzione: la baderna si assesta, perde precarico e deve essere registrata durante l'esercizio. Il suo comportamento in termini di trafilamento cambia nel corso della durata utile — ed è proprio questo il problema in un punto rilevante per le emissioni.
| Macchina | Essiccatore a tamburo oscillante industriale |
|---|---|
| Compito | Sostituzione di una baderna |
| Dimensione della tenuta | 235/275 mm |
| Temperatura | 160–200 °C |
| Pressione | 3–3,5 bar |
| Numero di giri | 6–12 min⁻¹ |
| Velocità periferica a Ø 235 mm | circa 0,07–0,15 m/s |
| Quadro normativo | Punto di tenuta rilevante ai fini della TA Luft |
La TA Luft è l'istruzione tecnica tedesca per il mantenimento della purezza dell'aria. Non è un'indicazione di fluido o di materiale, bensì un quadro normativo che stabilisce i requisiti per la protezione dell'aria negli impianti industriali.
Valutazione tecnica
Il numero di giri è basso. La sfida costruttiva non risiede quindi nella velocità periferica o nella potenza d'attrito, bensì nella combinazione di più condizioni al contorno:
- Temperatura di esercizio fino a 200 °C
- Sollecitazione in pressione fino a 3,5 bar
- grande diametro della tenuta
- possibile fase gassosa o di vapore
- requisito di ridurre le emissioni diffuse
- sostituzione di una baderna registrabile con un sistema di tenuta geometricamente definito
Per gli agitatori che operano nella fase gassosa o di vapore di recipienti in pressione, la TA Luft rimanda a sistemi di tenuta con basse perdite per trafilamento, a sistemi di tenuta a labbri multicamera o a sistemi tecnicamente stagni equivalenti. Un essiccatore a tamburo oscillante non è un classico agitatore, ma il compito di tenuta è paragonabile: passaggio d'albero rotante, pressione, temperatura e un punto di tenuta rilevante per le emissioni.
Il concetto di tenuta
Per questa applicazione è stata dimensionata una tenuta speciale nella dimensione 235/275 mm. Non un articolo di catalogo, bensì una tenuta costruita sulla base dei dati di esercizio reali e della geometria di montaggio esistente.
- sistema di tenuta a labbri multipli al posto della baderna
- corpo di supporto metallico lavorato per asportazione di truciolo
- luce di tenuta definita per limitare l'estrusione nella luce
- elastomero per alte temperature, adeguato a temperatura e fluido
- tenuta statica verso l'alloggiamento
- in opzione camera del grasso o camera di sbarramento, a seconda della costruzione della macchina
I quattro punti di dimensionamento
Temperatura
Con temperature da 160 a 200 °C l'NBR standard è escluso. A seconda del fluido e della sollecitazione chimica entrano in gioco FKM, VMQ o FFKM. La scelta definitiva del materiale non dipende solo dalla temperatura, ma altrettanto dai vapori di processo, dall'influenza dell'ossigeno, dai detergenti, dalle fasi di funzionamento a secco e dalle condizioni di lubrificazione.
Pressione
3,5 bar corrispondono a circa 0,35 MPa. Questo livello di pressione è gestibile con un sistema di tenuta radiale correttamente dimensionato. Determinanti sono il diametro del corpo di supporto e la luce di tenuta ds: sotto pressione l'elastomero deve essere sostenuto in modo tale che l'estrusione nella luce resti limitata. Per questo, in questo caso, un corpo di supporto lavorato per asportazione di truciolo è preferibile a un semplice particolare tranciato.
Attrito
Rispetto ai tradizionali elementi di tenuta caricati a molla, il principio di tenuta VR lavora con una forza radiale minore. Meno forza radiale significa meno attrito, minore sviluppo di calore e minore usura sulla superficie dell'albero. Nella sostituzione di una baderna per premistoppa ciò pesa in modo particolare, poiché in quel caso l'effetto di tenuta nasce proprio dalla compressione assiale degli anelli di baderna — con il corrispondente attrito sull'albero.
Manutenzione
La baderna deve essere sorvegliata e registrata durante l'esercizio. La tenuta speciale lavora con una geometria del labbro definita. L'obiettivo è uno stato di esercizio più stabile, con un onere di registrazione e manutenzione sensibilmente inferiore.
Il risultato
La baderna è stata sostituita da una tenuta costruita per queste condizioni di esercizio. Dal punto di vista tecnico ne derivano:
- un sistema di tenuta meccanicamente definito al posto di una baderna compressa
- minore sollecitazione d'attrito dell'albero
- minore onere di manutenzione
- percorsi di trafilamento più facilmente controllabili
- un approccio costruttivo adatto ai punti di tenuta rilevanti ai fini della TA Luft
- adattabilità a concetti con grasso, lavaggio o fluido di sbarramento
Trasferibile a
Essiccatori a tamburo oscillante, miscelatori, agitatori e apparecchiature di processo analoghe. Ovunque oggi sia installata una baderna vale la pena di una verifica — a condizione che temperatura, pressione e requisiti di emissione vengano valutati con precisione. In questo caso il compito consisteva nel dimensionamento di una tenuta speciale 235/275 mm per 160-200 °C, 3-3,5 bar e 6-12 min⁻¹.
Nota redazionale: nell'articolo originale in inglese in un punto compariva „235/375 mm“, in altri tre „235/275 mm“. È stato adottato il valore attestato tre volte, 235/275 mm. Si prega di verificarlo con la documentazione di produzione.