Radialventilator

Was ist ein Radialventilator?

Ein Radialventilator ist ein Zentrifugalventilator, dessen Laufradschaufeln gerade und senkrecht zur Wellenachse angeordnet sind. Da die Schaufeln weder vorwärts noch rückwärts geneigt sind, entsteht keine Fläche, auf der sich Staub ablagern kann.

In der Branche wird der Begriff Radialventilator in zwei Bedeutungen verwendet. Im engeren Sinne bezeichnet er das Laufrad mit geraden Schaufeln, im weiteren Sinne die gesamte Gruppe der Zentrifugalventilatoren mit Spiralgehäuse. Geht es um abrasiven Staub, ist immer die Bauweise mit geraden Schaufeln gemeint.

Funktionsprinzip des Radialventilators

Die Luft tritt zentral in das Gehäuse ein und wird zwischen die Schaufeln des rotierenden Laufrads geleitet. Die gerade Schaufel schleudert die Luft ohne Umlenkung nach außen, wodurch der Druck steigt.

Die gerade Schaufeloberfläche erzeugt einen Selbstreinigungseffekt. Partikel, die auf die Schaufel treffen, können nicht an der Oberfläche haften und werden durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert. Bei gekrümmten Schaufeln sammeln sich diese Partikel in den Schaufeltaschen, stören die Wuchtgüte und führen mit der Zeit zu Schwingungen. Dieser Mechanismus senkt den Wirkungsgrad des Radialventilators etwas, dafür erhält man eine Einheit, die ohne Verstopfung arbeitet.

Welche Eigenschaften haben Radialventilatoren?

Die Eigenschaften eines Radialventilators sind die technischen Daten, die bestimmen, in welcher Leitung eine Einheit betrieben werden kann. In der Angebotsphase werden diese Daten vollständig gemeinsam vorgelegt.

• Schaufelform des Radialventilators: Gerade, ungeneigte Schaufeln beseitigen die Fläche, auf der sich Staub ablagert
• Motorleistung und Drehzahl: sorgen dafür, dass Volumenstrom und Druck gemeinsam erreicht werden
• Volumenstrom und statischer Druck: die beiden Grundwerte, die den tatsächlichen Bedarf der Leitung beschreiben
• Blechstärke des Gehäuses: bestimmt bei abrasivem Staub unmittelbar die Lebensdauer der Einheit
• Verschleißplatte: austauschbare Schutzschicht auf Schaufel- und Gehäuseflächen

Bei der Auswahl des Motors wird das Produkt aus Volumenstrom und statischem Druck durch den Ventilatorwirkungsgrad geteilt. Da sich der Leistungsbedarf bei doppelter Drehzahl verachtfacht, wird der Motor eines Radialventilators berechnet und nicht nach Schätzung überdimensioniert. Im technischen Datenblatt gehören auch Betriebstemperatur und maximale Drehzahl zu den Eigenschaften des Radialventilators, und werden diese beiden Werte überschritten, erlischt die Garantie.

Arten von Radialventilatoren

Radialventilatoren unterscheiden sich nach dem erzeugten Druck und der Schaufelanzahl. Der Widerstand der Leitung und die Reinheit der Luft bestimmen, welcher Typ geeignet ist.

Auch die Gehäuseform ist ein Unterscheidungsmerkmal. Radialventilatoren in Kanalausführung, die in Reihe in das Kanalnetz eingebaut werden, sorgen an Zwischenpunkten für zusätzlichen Druck, während Mini-Radialventilatoren die Absaugung einer einzelnen Maschine übernehmen. Unabhängig vom gewählten Typ wird der Laufradwerkstoff bei der Fertigung nach der Beschaffenheit des Staubes festgelegt.

Niederdruck-Radialventilatoren

Niederdruck-Radialventilatoren werden in kurzen Kanalnetzen und bei Anwendungen mit geringem Widerstand eingesetzt. Sie fördern hohe Volumenströme mit wenig Energie.

Raumlüftung, Rauchabsaugung und kurze Förderleitungen sind das Einsatzgebiet dieser Gruppe. In Anlagen mit Filter reicht ein Niederdruck-Radialventilator allein nicht aus, da der Filterwiderstand den Volumenstrom schnell sinken lässt.

Vielschaufelige Radialventilatoren

Ein vielschaufeliger Radialventilator besteht aus zahlreichen kurzen Schaufeln und arbeitet mit niedriger Drehzahl. Eine niedrige Drehzahl bedeutet unmittelbar ein geringes Geräusch.

In sauberer Luft liefert er gute Ergebnisse, in staubhaltigen Leitungen wird er dagegen nicht bevorzugt, da sich die Schaufelzwischenräume zusetzen können. Daher findet man vielschaufelige Radialventilatoren vor allem in der Raumlüftung und in Klimazentralgeräten.

Industrielle Radialventilatoren

Der industrielle Radialventilator ist der für schwere Betriebsbedingungen aus dickem Blech gefertigte Typ mit geradschaufeligem Laufrad. Er ist die Lösung für Leitungen, in denen abrasiver, klebriger und faseriger Staub den Ventilator direkt durchströmt.

Die Laufradstärke wird erhöht, die Schaufelflächen erhalten Verschleißplatten und das Gehäuse wird verstärkt. Mit diesen Maßnahmen verlängert sich die Lebensdauer eines industriellen Radialventilators deutlich. Die Lagerböcke werden außerhalb des Gehäuses angeordnet und so vor heißem Gas geschützt.

Einsatzbereiche von Radialventilatoren

Der Radialventilator ist in jeder Leitung gefragt, in der die Luft nicht sauber ist. Da die Schaufelform den Durchgang von Staub zulässt, kann er auch vor dem Filter angeordnet werden.

• Abrasiver Staub: Leitungen, die Sand-, Schlacke- und Zementpartikel fördern
• Klebriger Staub: Absaugleitungen mit feuchten und öligen Partikeln
• Faseriges Material: lange Partikel aus Textil- und Holzverarbeitung
• Späne und Splitter: pneumatische Förderung von grobkörnigem Material
• Heißgas: Luft, die nach der Kühlung noch eine hohe Temperatur aufweist
• Position vor dem Filter: Anordnungen, bei denen der Staub den Ventilator durchströmen muss

Mini-Radialventilatoren werden nach demselben Schaufelprinzip gebaut, der Unterschied liegt nur in Gehäusegröße und Motorleistung. Radialventilatoren in Kanalausführung werden dagegen in langen Leitungen an Zwischenpunkten installiert, an denen der Druck abfällt.

Wo werden Radialventilatoren eingesetzt?

Gießereien sind der Bereich, in dem dieser Ventilator am häufigsten eingesetzt wird. Sand- und Schlackepartikel verschleißen andere Schaufeltypen in kurzer Zeit.

• Gießerei: Sandsiebung und Gussputzerei
• Zement und Kalk: Klinkermahlung und Verpackung
• Recycling: Absaugstellen an Brechern und Sortiermaschinen
• Textil: Faserabscheidung an Krempel- und Schneidmaschinen
• Holzbearbeitung: Förderung von Schleifstaub und Sägespänen
• Metallbearbeitung: Absaugung von Schleifstaub und Schweißrauch

In Anlagen mit einem Jet-Pulse-Schlauchfilter wird der Ventilator in der Regel nach dem Filter angeordnet. Muss der Staub den Ventilator durchströmen, wird ein Vorabscheider-Zyklon vorgeschaltet, der grobe Partikel abscheidet.

Berechnung eines Radialventilators

Die Berechnung eines Radialventilators beginnt mit dem Gesamtvolumenstrom aller Erfassungsstellen. Für jede Maschine wird die Erfassungsgeschwindigkeit mit dem Öffnungsquerschnitt multipliziert, und die Ergebnisse werden addiert.

Im zweiten Schritt wird der Druckverlust des Kanalnetzes ermittelt. Bögen, Querschnittsverengungen und Filterwiderstand werden hinzugerechnet, wobei in Leitungen mit abrasivem Staub der Wert des verschmutzten Filters zugrunde gelegt wird. Nach Abschluss der Berechnung werden Volumenstrom und statischer Druck auf der Ventilatorkennlinie markiert, und der Schnittpunkt mit der Anlagenkennlinie ergibt den tatsächlichen Betriebspunkt.

Konstruktion von Radialventilatoren

Ein Radialventilator lässt sich nicht konstruieren, ohne zu wissen, welcher Staub in der Leitung gefördert wird. Im Betrieb wird eine Staubprobe entnommen, und Partikelhärte sowie Feuchtegehalt werden im Labor bestimmt. Eine Konstruktion ohne Messung führt in der Praxis entweder zu unzureichender Leistung oder zu unnötigem Energieverbrauch.

Die Schaufelkonstruktion richtet sich nach diesen Daten. Mit zunehmender Abrasivität wird die Schaufelanzahl verringert und die Schaufelstärke erhöht, bei klebrigem Staub wird der Schaufelabstand vergrößert. Als Gehäusewerkstoff wird unter normalen Bedingungen Schwarzblech, bei Korrosionsgefahr Edelstahl gewählt. Nach der Fertigung wird das Laufrad dynamisch ausgewuchtet, und das Wuchtprotokoll ist ebenso entscheidend wie die Schaufelkonstruktion.

Preise für Radialventilatoren

Für Radialventilatoren lässt sich kein Pauschalpreis nennen, da jede Einheit nach den Daten der jeweiligen Leitung gefertigt wird. Volumenstrom, statischer Druck, Motorleistung, Blechstärke und der Einsatz von Verschleißplatten sind die wesentlichen Kostenfaktoren. Selbst bei gleichem Volumenstrom variieren die Preise je nach Blechstärke der Einheit deutlich.

Einheiten für abrasiven Staub sind teurer als Standardmodelle, da sie dickes Blech und ein verstärktes Gehäuse erfordern. Dafür verlängert sich die Lebensdauer des Laufrads, sodass die Gesamtkosten sinken. Beim Vergleich von Herstellern sollten Blechstärke und Wuchtprotokoll gesondert anhand des technischen Datenblatts abgefragt werden. Auch Garantiezeit und Lieferzeit für Ersatzlaufräder sollten zwischen den Herstellern verglichen werden. Wenn Sie unser Angebotsformular mit den Volumenstrom- und Druckdaten Ihrer Leitung ausfüllen, erstellen wir einen Preis für Ihr Projekt.

Wartung und Kontrolle von Radialventilatoren

In Leitungen mit abrasivem Staub werden kurze Wartungsintervalle eingehalten. Verschleiß an der Laufradoberfläche stört die Wuchtgüte und verursacht Schwingungen.

Alle drei Monate werden das Laufrad gereinigt und die Verschleißplatten kontrolliert, im selben Turnus werden Lagergeräusch und Lagertemperatur überwacht. Der Motorstrom wird monatlich gemessen, denn ein steigender Strom deutet häufig auf ein verschmutztes Laufrad hin. Die Schwingungsmessung liefert die früheste Warnung, und bei steigenden Werten ist die Wuchtung umgehend zu prüfen. Bei Modellen mit Riemenantrieb kommt die Riemenspannung auf dieselbe Liste. Bei Spiralgehäuseventilatoren kann das Wartungsintervall je nach Staubkonzentration noch weiter verkürzt werden.