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Die
Erfindung betrifft einen Radialventilator nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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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.
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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.
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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.
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Gelöst
werden diese Aufgaben mit einem Radialventilator mir den Merkmalen
des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Radialventilators
sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen:
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1:
Darstellung des erfindungsgemäßen Radialventilators
in einer Vorderansicht (1a), einer
Seitenansicht (1b) und einer Draufsicht (1c);
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2:
Querschnitt durch den Radialventilator von 1a entlang
der Linie A-A;
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3:
Detaildarstellung der Schnittansicht von 2 im Bereich
des Laufrads, der Laufradwellenlagerung und der Kupplung;
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4:
Vorderansicht des Laufradwellenlagers des erfindungsgemäßen
Radialventilators (4b) und Querschnittsdarstellung
des Laufradwellenlagers entlang der Linie A-A von 4b (4a).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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