DE102007058155A1

DE102007058155A1 - Radial fan, has impeller coupled to drive motor over impeller shaft and coupling, where shaft is arranged at flange bearing that is arranged in rear wall of housing and stays in connection with inner area of housing

Info

Publication number: DE102007058155A1
Application number: DE200710058155
Authority: DE
Inventors: Radu Branzan
Original assignee: Rußwurm Ventilatoren GmbH; RUSWURM VENTILATOREN GmbH
Current assignee: Rußwurm Ventilatoren GmbH; RUSWURM VENTILATOREN GmbH
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-04

Abstract

The fan has an impeller (4) arranged in housing (1) e.g. spiral housing, and coupled to a drive motor (8) over an impeller shaft (6) and a coupling e.g. magnetic coupling. The shaft is arranged at a flange bearing (5). The bearing is arranged in a rear wall (9) of the housing that is provided with an air supply opening (2). The bearing stays in connection with an inner area of the housing. The bearing includes ball bearings that are arranged at a distance to each other in a longitudinal direction of the shaft. An air outlet flange is formed at a cylindrical side wall (1a).

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialventilator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a centrifugal fan according to the preamble of the claim 1.

Ein derartiger Radialventilator ist aus der DE 100 29 679 C1 bekannt. Dieser Radialventilator weist ein Gehäuse mit einer Luftzuführungsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung auf. In dem Gehäuse ist ein Laufrad drehbar angeordnet. Das Laufrad ist über eine Laufradwelle und eine Kupplung mit einem Antriebsmotor verbunden. Die Laufradwelle ist in einem Lager drehbar gelagert, wobei das Lager sowie die Kupplung außerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Der Antriebsmotor und das Lager sind auf einer gegenüber dem Gehäuse verschiebbaren Konsole angeordnet.Such a centrifugal fan is from the DE 100 29 679 C1 known. This radial fan has a housing with an air supply opening and an air outlet opening. In the housing, an impeller is rotatably arranged. The impeller is connected via an impeller shaft and a clutch to a drive motor. The impeller shaft is rotatably mounted in a bearing, wherein the bearing and the clutch are arranged outside of the housing. The drive motor and the bearing are arranged on a sliding relative to the housing console.

Bei derartigen Radialventilatoren ist eine Abdichtung der Durchführung der Laufradwelle durch das Gehäuse erforderlich. Es sind Radialventilatoren bekannt, bei denen die Abdichtung der Laufradwelle in der Öffnung, durch welche diese aus dem Gehäuse herausgeführt wird, über eine Sperrgasdichtung erfolgt. Hierbei wird die Durchführung der Laufradwelle durch das Gehäuse mittels eines Sperrmediums, üblicherweise Pressluft oder Stickstoff, abgedichtet. Eine ausreichende Dichtigkeit kann dabei nur gewährleistet werden, wenn der Sperrgasdruck höher als der Innendruck im Gehäuse ist. Beim Betrieb des Ventilators ändert sich der Innendruck im Gehäuse, weshalb zur Aufrechterhaltung der Dichtigkeit der Laufradwellendurchführung der Sperrgasdruck entsprechend dem Innendruck im Gehäuse nachgeregelt werden muss. Auf Grund der Trägheit des Regelsystems besteht hierbei allerdings die Gefahr einer Leckbildung, wenn der Sperrgasdruck beispielsweise nicht schnell genug nachgeregelt werden kann. Im Übrigen sind solche Sperrgasdichtungen wartungsintensiv und unterliegen einem hohen Verschleiß. Weiterhin ist eine solche Sperrgasdichtung in Prozessen nachteilig, in denen ein hoher Reinheitsgrad des mit dem Ventilator zu fördernden Mediums (Gas) erforderlich ist, weil die Gefahr einer Vermischung des Sperrgases mit dem Fördermedium besteht.at Such radial fans is a seal of implementation the impeller shaft through the housing required. There are Radial fans are known in which the sealing of the impeller shaft in the opening through which these out of the housing is led out, via a sealing gas seal. Here, the implementation of the impeller shaft through the Housing by means of a barrier medium, usually Compressed air or nitrogen, sealed. A sufficient tightness can only be guaranteed if the barrier gas pressure higher than the internal pressure in the housing. At the Operation of the fan changes the internal pressure in the housing, Therefore, to maintain the tightness of the impeller shaft bushing the sealing gas pressure according to the internal pressure in the housing must be readjusted. Due to the inertia of the control system However, there is a risk of leakage when the Sealing gas pressure, for example, not be readjusted fast enough can. Incidentally, such gas seals are maintenance-intensive and are subject to high wear. Furthermore, one is Such gas seal in processes disadvantageous in which a high Purity of the medium to be delivered with the fan (Gas) is required because of the risk of mixing the sealing gas consists of the pumped medium.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen gattungsgemäßen Radialventilator so auszugestalten, dass er sehr hohen Systemdrucken von mehr als 10 bar standhält und gleichzeitig gasdicht ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Radialventilator so auszugestalten, dass mit ihm aggressive Gase gefördert werden können.Of these, Based on the object of the invention is a generic Centrifugal fan design so that it is very high system pressures of more than 10 bar and at the same gas-tight is. Another object of the invention is to provide a generic Centrifugal fan in such a way that with it aggressive gases can be promoted.

Gelöst werden diese Aufgaben mit einem Radialventilator mir den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Radialventilators sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Solved These tasks with a centrifugal fan with the features of claim 1. Preferred embodiments of this centrifugal fan are to be taken from the subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:following the invention is based on an embodiment below Referring to the accompanying drawings explained in more detail. The drawings show:

1: Darstellung des erfindungsgemäßen Radialventilators in einer Vorderansicht (1a), einer Seitenansicht (1b) und einer Draufsicht (1c); 1 : Representation of the radial fan according to the invention in a front view ( 1a ), a side view ( 1b ) and a plan view ( 1c );

2: Querschnitt durch den Radialventilator von 1a entlang der Linie A-A; 2 : Cross section through the radial fan of 1a along the line AA;

3: Detaildarstellung der Schnittansicht von 2 im Bereich des Laufrads, der Laufradwellenlagerung und der Kupplung; 3 : Detailed view of the sectional view of 2 in the area of the impeller, the impeller shaft bearing and the coupling;

4: Vorderansicht des Laufradwellenlagers des erfindungsgemäßen Radialventilators (4b) und Querschnittsdarstellung des Laufradwellenlagers entlang der Linie A-A von 4b (4a). 4 : Front view of the impeller shaft bearing of the radial fan according to the invention ( 4b ) and cross-sectional view of the impeller shaft bearing along the line AA of 4b ( 4a ).

Der in 1 dargestellte Radialventilator umfasst ein Gehäuse 1, welches als Spiralgehäuse ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 weist einen vorderen Gehäusedeckel und eine Rückwand 9 auf, welche durch eine zylindrische Seitenwand 1a miteinander verbunden sind. An dem vorderen Gehäusedeckel ist ein Rohranschlussstutzen 30 angeordnet. In dem vorderen Gehäusedeckel ist eine Luftzuführungsöffnung 2 vorgesehen und in der zylindrischen Gehäusewand 1a sind Luftaustrittsöffnungen 3 angeordnet. Im Bereich der Luftaustrittsöffnungen 3 ist an der zylindrischen Seitenwand 1a ein Luftaustrittsflansch 39 gebildet, über den das in dem Ventilator verdichtete Fördergas abgeleitet wird. Damit der Ventilator unter hohen Systemdrücke von mehr als 10 bar betrieben werden kann, ist das Gehäuse 1 druckdicht ausgebildet. Hierzu sind die Gehäusewandungen aus Stahl und in entsprechender Dicke hergestellt.The in 1 illustrated radial fan comprises a housing 1 , which is designed as a spiral housing. The housing 1 has a front housing cover and a rear wall 9 on, which by a cylindrical side wall 1a connected to each other. On the front housing cover is a pipe connection piece 30 arranged. In the front housing cover is an air supply opening 2 provided and in the cylindrical housing wall 1a are air outlet openings 3 arranged. In the area of the air outlet openings 3 is on the cylindrical side wall 1a an air outlet flange 39 formed over which the compressed in the fan conveying gas is discharged. In order to operate the fan under high system pressures of more than 10 bar, the housing is 1 formed pressure-tight. For this purpose, the housing walls are made of steel and of appropriate thickness.

An der Rückwand 9 des Gehäuses 1 ist ein Kupplungsgehäuse 19 angeordnet, in dem eine Kupplung untergebracht ist. An das Kupplungsgehäuse 19 schließt sich ein Antriebsmotor 8 an. Der Antriebsmotor 8 ist auf einem Motorbock 25 gelagert. Der Motorbock 25 ist über eine Stelleinrichtung 26 gegenüber der Rückwand 9 des Gehäuses 1 verschiebbar. Das Gehäuse 1 und der Motorbock 25 sind auf einem Grundrahmen 29 befestigt. Der Grundrahmen 29 ist aus U-Profilen gebildet. An der Unterseite des Grundrahmens 29 sind Schwingungsdämpfer 28 vorgesehen.On the back wall 9 of the housing 1 is a coupling housing 19 arranged, in which a clutch is housed. To the clutch housing 19 closes a drive motor 8th at. The drive motor 8th is on a motorbog 25 stored. The engine block 25 is about a setting device 26 opposite the back wall 9 of the housing 1 displaceable. The housing 1 and the engine block 25 are on a base frame 29 attached. The basic frame 29 is made of U-profiles. At the bottom of the base frame 29 are vibration absorbers 28 intended.

Aus der Schnittdarstellung von 2 ist ersichtlich, dass innerhalb des Gehäuses 1 ein Laufrad 4 angeordnet ist. An der saugseitigen Vorderseite des Laufrads 4 ist eine Einströmdüse 23 angeordnet. Diese Einströmdüse 23 ragt an ihrem vorderen Ende in eine in dem Rohranschlussstutzen 30 befestigte Luftleithülse 40. Die Luftleithülse 40 ist in einer Öffnung in der Rückwand 41 des Rohranschlussstutzen 30 befestigt. Die Rückwand 41 des Rohranschlussstutzens 30 ist über Graphitdichtungen 31 an dem vorderen Gehäusedeckel 42 des Gehäuses 1 angeschraubt. An der Unterseite des Gehäuses 1 ist in der zylindrischen Seitenwand 1a ein Kondensatstutzen 27 vorgesehen, über den Kondenswasser, welches sich im Gehäuse 1 gebildet hat, abgelassen werden kann.From the sectional view of 2 it can be seen that inside the case 1 an impeller 4 is arranged. At the suction side of the impeller 4 is an inlet nozzle 23 arranged. This inlet nozzle 23 protrudes at its front end in one in the pipe connection piece 30 attached air guide sleeve 40 , The air sleeve 40 is in an opening in the back wall 41 of the pipe connection piece 30 attached. The back wall 41 of the pipe connection 30 is about graphite gaskets 31 on the front housing cover 42 of the housing 1 screwed. At the bottom of the case 1 is in the cylindrical side wall 1a a condensate nozzle 27 provided, over the condensation, which is in the housing 1 has formed, can be drained.

Die Rückwand 9 des Gehäuses 1 weist eine zentrale Öffnung auf. In dieser Öffnung ist ein Flanschlager 5 angeordnet. An das Flanschlager 5 schließt sich eine Magnetkupplung 7 an. Das Flanschlager 5 und die Magnetkupplung sind in 3 im Detail dargestellt. Die Magnetkupplung 7 umfasst einen Innenrotor 14 mit einem Permanentmagneten 14a und einen Außenrotor 15 mit einem Permanentmagneten 15a. Der Innenrotor 14 ist mit der Laufradwelle gekoppelt, welche in dem Flanschlager 5 gelagert und an ihrem vorderen Ende mit dem Laufrad 4 verbunden ist. Zur Befestigung des vorderen Endes der Laufradwelle 6 an dem Laufrad 4 ist eine Einschweißnabe 33 und eine Sicherungsscheibe 24 sowie eine Befestigungsschraube 34 vorgesehen (4a). Der Außenrotor 15 der Magnetkupplung 7 ist über eine Nabe 21 mit der Antriebswelle 42 des Antriebsmotors 8 verbunden.The back wall 9 of the housing 1 has a central opening. In this opening is a flange bearing 5 arranged. To the flange camp 5 closes a magnetic coupling 7 at. The flange bearing 5 and the magnetic coupling are in 3 shown in detail. The magnetic coupling 7 includes an inner rotor 14 with a permanent magnet 14a and an outer rotor 15 with a permanent magnet 15a , The inner rotor 14 is coupled to the impeller shaft which is in the flange bearing 5 stored and at its front end with the impeller 4 connected is. For attaching the front end of the impeller shaft 6 on the impeller 4 is a weld-in hub 33 and a lock washer 24 and a fixing screw 34 intended ( 4a ). The outer rotor 15 the magnetic coupling 7 is over a hub 21 with the drive shaft 42 of the drive motor 8th connected.

Aus der Detailansicht der 3 ist die Anordnung und der Aufbau des Flanschlagers 5 und der Magnetkupplung 7 zu erkennen. Das in 4 im Detail gezeigte Flanschlager 5 umfasst ein zylindrisches Lagergehäuse 12, in dessen stirnseitigen Enden jeweils ein Kugellager 10, 11 angeordnet ist. Bevorzugt werden Rillenkugellager mit vakuumbeständigem Fett verwendet. In den beiden im Abstand zueinander angeordneten Kugellagern 10, 11 ist die Laufradwelle 6 gelagert. Im zylindrischen Lagergehäuse 12 sind in Längsrichtung verlaufende Durchgangsbohrungen vorgesehen, welche als Druckausgleichsbohrungen 13 dienen. Weiterhin sind dazu senkrecht angeordnete Querbohrungen 13a vorgesehen (4a). Auf der Außenseite des Lagergehäuses 12 ist ein Befestigungsflansch 38 vorgesehen, über den das Lagergehäuse 12 an der Innenseite der Rückwand 9 mittels Befestigungsschrauben befestigt ist.From the detail view of the 3 is the arrangement and structure of the flange bearing 5 and the magnetic coupling 7 to recognize. This in 4 Flanged bearings shown in detail 5 includes a cylindrical bearing housing 12 , In whose frontal ends in each case a ball bearing 10 . 11 is arranged. Deep groove ball bearings with vacuum-resistant grease are preferably used. In the two spaced ball bearings 10 . 11 is the impeller shaft 6 stored. In the cylindrical bearing housing 12 are provided in the longitudinal direction extending through holes, which serve as pressure equalization holes 13 serve. Furthermore, vertically arranged transverse bores 13a intended ( 4a ). On the outside of the bearing housing 12 is a mounting flange 38 provided over which the bearing housing 12 on the inside of the back wall 9 is fastened by means of fastening screws.

An das Flanschlager 5 schließt sich rückwärtig die Magnetkupplung 7 an, wie in 3 gezeigt. Der Innenrotor 14 der Magnetkupplung ist am hinteren Ende der im Flanschlager 7 gelagerten Laufradwelle 6 mittels einer Befestigungsschraube 37 mit Sicherungsscheibe 36 befestigt (4a). Der Innenrotor 14 der Magnetkupplung 7 ist vom Außenrotor 15 durch einen Spalttopf 16 aus einem nichtmagnetischen Material getrennt. Der Spalttopf 16, welcher bevorzugt aus PolyetherEtherketon (PEEK) gefertigt ist, ist an der Außenseite der Rückwand 9 über Befestigungsschrauben befestigt, wobei zur Abdichtung ein Dichtring 17 zwischen der Außenseite der Rückwand 9 und einem Befestigungsflansch 16a am Spalttopf 16 vorgesehen ist. Über die Druckausgleichsbohrungen 13 ist der Innenraum des Spalttopfs 16 mit dem Innern des Gehäuses 1 verbunden. Durch die Druckausgleichsbohrungen 13 im Lagergehäuse 12 ist ein Druckausgleich zwischen dem Innern des Gehäuses 1 und dem Innenraum des Spalttopfs 16 ermöglicht. Druckschwankungen im Innenraum des Gehäuses 1 können sich über die Druckausgleichsbohrungen 13 ausgleichen, ohne dass der Druckausgleich über die Wälzkörper der Kugellager 10, 11 erfolgen müsste.To the flange camp 5 closes the rear magnetic coupling 7 on, as in 3 shown. The inner rotor 14 the magnetic coupling is at the rear end of the flange bearing 7 mounted impeller shaft 6 by means of a fixing screw 37 with lock washer 36 attached ( 4a ). The inner rotor 14 the magnetic coupling 7 is from the outer rotor 15 through a containment shell 16 separated from a non-magnetic material. The containment shell 16 , which is preferably made of polyetheretherketone (PEEK), is on the outside of the back wall 9 attached via mounting screws, with a sealing ring for sealing 17 between the outside of the back wall 9 and a mounting flange 16a on the containment shell 16 is provided. About the pressure equalization holes 13 is the interior of the containment shell 16 with the interior of the case 1 connected. Through the pressure equalization holes 13 in the bearing housing 12 is a pressure balance between the interior of the housing 1 and the interior of the containment shell 16 allows. Pressure fluctuations in the interior of the housing 1 can get over the pressure equalization holes 13 compensate, without the pressure equalization over the rolling elements of the ball bearings 10 . 11 would have to be done.

Zusätzlich zu den in Längsrichtung verlaufenden Druckausgleichsbohrungen 13 sind – wie aus 4a ersichtlich – Querbohrungen 13a im Lagergehäuse 12 vorgesehen. Durch diese Querbohrungen 13a kann Luft in den Innenraum des Lagergehäuses 12 strömen, wodurch die Kugellager 10, 11 bei Betrieb des Radialventilators gekühlt werden.In addition to the longitudinal pressure equalization holes 13 are - like out 4a visible - cross holes 13a in the bearing housing 12 intended. Through these cross holes 13a can air in the interior of the bearing housing 12 flow, causing the ball bearings 10 . 11 be cooled during operation of the centrifugal fan.

Durch die Verwendung einer Magnetkupplung 7 ist eine gasdichte Ankupplung der im Flanschlager 5 gelagerten Laufradwelle 6 an die Antriebswelle 42 des Antriebsmotors 8 gewährleistet. Der erfindungsgemäße Radialventilator kann damit auch zur Förderung von aggressiven Gasen eingesetzt werden. Durch die Befestigung des Flanschlagers 5 in einer Öffnung der massiven Rückwand 9 des Gehäuses 1 wird eine Lagerung der Laufradwelle 6 innerhalb des Ventilator-Innenraums (also im inneren des Gehäuses 1) ermöglicht. Dadurch kann ebenfalls eine bessere Abdichtung des Arbeitsraumes nach außen hin sichergestellt werden. Durch die Anordnung des Flanschlagers 5 innerhalb des Ventilator-Innenraums und die Kombination mit einer Magnetkupplung kann auf die Verwendung einer wartungsintensiven und störungsanfälligen Sperrgasdichtung verzichtet werden. Der erfindungsgemäße Radialventilator eignet sich daher auch zur Verwendung in Prozessen, in denen ein hoher Reinheitsgrad des Fördermediums gefordert wird, weil eine Verunreinigung des Fördermediums mit einem Sperrmedium der Sperrgasdichtung ausscheidet.By using a magnetic coupling 7 is a gas-tight coupling in the flange bearing 5 mounted impeller shaft 6 to the drive shaft 42 of the drive motor 8th guaranteed. The radial fan according to the invention can thus also be used for the promotion of aggressive gases. By attaching the flange bearing 5 in an opening of the massive back wall 9 of the housing 1 becomes a bearing of the impeller shaft 6 within the fan interior (ie inside the housing 1 ). As a result, a better sealing of the working space to the outside can also be ensured. By the arrangement of the Flanschlagers 5 Within the fan interior and the combination with a magnetic coupling can be dispensed with the use of a maintenance-intensive and trouble-prone seal gas seal. The radial fan according to the invention is therefore also suitable for use in processes in which a high degree of purity of the pumped medium is required, because contamination of the pumped medium with a barrier medium of the sealing gas seal excreted.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10029679 C1 [0002]

Claims

Radial fan comprising a housing ( 1 ) with an air supply opening ( 2 ) and an air outlet opening ( 3 ) and a rotor disposed in the housing ( 4 ), which via a mounted on a bearing impeller shaft ( 6 ) and a coupling to a drive motor ( 8th ), characterized in that the coupling is a magnetic coupling ( 7 ) and that the warehouse is one in the back wall ( 9 ) of the housing ( 1 ) arranged flange bearing ( 5 ), which with the interior of the housing ( 1 ).

Centrifugal fan according to claim 1, characterized in that the flange bearing ( 5 ) at least two in the longitudinal direction of the impeller shaft ( 6 ) spaced ball bearings ( 10 . 11 ) having.

Centrifugal fan according to claim 1 or 2, characterized in that the flange bearing ( 5 ) a cylindrical bearing housing ( 12 ), in whose frontal ends in each case a deep groove ball bearing ( 10 . 11 ) is arranged, in which the centrally through the bearing housing ( 12 ) running impeller shaft ( 6 ) is stored.

Radial fan according to claim 3, characterized in that in the bearing housing ( 12 ) Pressure compensation holes ( 13 ) are provided.

Centrifugal fan according to one of the preceding claims, characterized in that the rear, the impeller ( 4 ) facing away from the impeller shaft ( 6 ) to a magnetic coupling ( 7 ) is coupled.

Radial fan according to claim 5, characterized in that the magnetic coupling ( 7 ) an inner rotor ( 14 ) with a permanent magnet ( 14a ) and an outer rotor ( 15 ) with a permanent magnet ( 15a ), which by a split pot ( 16 ) are separated from a non-magnetic material, in particular of polyetheretherketone.

Radial fan according to claim 6, characterized in that the interior of the containment shell ( 16 ), in which the inner rotor ( 14 ), with the interior of the housing ( 1 ).

Radial fan according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the housing ( 1 ) is a spiral housing.

Centrifugal fan according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 1 ) is pressure-resistant.