ATEX Ventilator

Was ist ein ATEX-Ventilator?

Ein ATEX-Ventilator ist ein Betriebsmittel, das nach der in den Vorschriften für explosionsgefährdete Bereiche definierten Kategorie gefertigt und mit dem zugehörigen Nachweis ausgeliefert wird. Der Name leitet sich von der Abkürzung der EU-Regelung ab, und in der Türkei gelten dieselben Grundsätze.

Ein häufiger Fehler auf dem Markt besteht darin, jeden Ventilator mit explosionsgeschütztem Motor als ATEX-Ventilator zu betrachten. Die Zertifizierung umfasst den gesamten Ventilator, das heißt Laufrad, Gehäuse, Welle, Lager und Motor werden als Einheit bewertet. Eine Einheit mit geeignetem Motor, aber standardmäßig gefertigtem Laufrad fällt nicht unter diesen Geltungsbereich. Bei einer Prüfung wird zuerst diese technische Dokumentation verlangt.

Wie funktioniert ein ATEX-Ventilator?

Hinsichtlich der Luftförderung unterscheidet sich das Funktionsprinzip nicht von einem Standardventilator. Das Laufrad dreht sich, und die Luft wird radial oder axial gefördert. Der Unterschied besteht darin, dass jede mögliche Zündquelle konstruktiv ausgeschlossen wird.

Es gibt drei Risikoquellen: erstens Reibungsfunken durch Berührung des rotierenden Laufrads mit dem Gehäuse, zweitens steigende Temperaturen durch Staubablagerungen auf Oberflächen und drittens elektrostatische Aufladung. Bei der Konstruktion explosionsgeschützter Ventilatoren wird zwischen Laufrad und Gehäuse ein berechneter Spalt vorgesehen, alle Metallteile werden geerdet und die Oberflächentemperatur wird unter der Zündtemperatur der Atmosphäre gehalten.

Welche Eigenschaften haben ATEX-Ventilatoren?

Die Eigenschaften eines ATEX-Ventilators ergeben sich aus technischen Entscheidungen, die sich in der Zertifizierung widerspiegeln. Jede davon wird nach der Zonenklasse festgelegt.

• Spalt zwischen Schaufel und Gehäuse: Ein Mindestabstand wird eingehalten, um Reibungsfunken zu verhindern
• Werkstoffauswahl: Funkenbildende Werkstoffpaarungen wie Aluminium und Stahl werden nicht kombiniert
• Erdung: Gehäuse, Laufrad und Kanalnetz werden leitfähig miteinander verbunden
• Begrenzung der Oberflächentemperatur: richtet sich nach der Zündtemperatur des vorhandenen Staubes
• Antistatischer Riemen: Bei Modellen mit Riemenantrieb wird die Ansammlung statischer Ladung verhindert
• Überwachung der Lagertemperatur: Ein heißlaufendes Lager ist für sich genommen eine Zündquelle
• Zertifikat und Kennzeichnung: Kategorie und Temperaturklasse sind auf der Einheit gut lesbar angegeben

Die einschlägige Konstruktionsnorm definiert den Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse als Verhältnis zum Laufraddurchmesser und lässt kein Unterschreiten eines Mindestwerts zu. Dieser Spalt senkt den Wirkungsgrad des Ventilators etwas, schließt im Gegenzug jedoch das Berührungsrisiko aus.

Arten von ATEX-Ventilatoren

Die Ausführungen unterscheiden sich sowohl nach der Zonenkategorie als auch nach der Gehäuseform. Die Zonenklasse bestimmt, welche Kategorie erforderlich ist.

Nach der Gehäuseform entspricht die Einteilung den Standardventilatorgruppen. In staubführenden Leitungen wird der Radialtyp mit geraden Schaufeln, in der Raumlüftung der Axialtyp und in gemischten Leitungen die Bauweise mit Spiralgehäuse eingesetzt. Die Zonenkategorie ändert nichts an der Wahl des Gehäuses, sie bestimmt nur, wie dieses Gehäuse gefertigt wird.

Explosionsgeschützte ATEX-Ventilatoren

Der explosionsgeschützte ATEX-Ventilator ist der Typ für Leitungen, bei denen sowohl der Innen- als auch der Außenbereich klassifiziert ist. Die luftführende Seite des Ventilators und die Motorseite werden getrennt zertifiziert.

In Absaugleitungen wird die Innenseite meist als Zone 21 oder Zone 22 und die Außenseite als nicht klassifiziert eingestuft. Bei der Bestellung eines explosionsgeschützten ATEX-Ventilators müssen diese beiden Werte getrennt angegeben werden, andernfalls wird in einer unnötig hohen Kategorie gefertigt und die Kosten steigen vergeblich.

Explosionsgeschützte Radialventilatoren

Der explosionsgeschützte Radialventilator arbeitet mit einem Laufrad mit geraden Schaufeln, lagert daher keinen Staub ab und verhindert von vornherein einen Anstieg der Oberflächentemperatur. Für Leitungen mit brennbarem Staub ist diese Gruppe die erste Wahl.

Bei Materialien wie Holzstaub, Stärke, Zuckerstaub und Aluminiumstaub ist entscheidend, dass sich auf dem Laufrad nichts ablagert. Der Unterschied zum Standard-Radialventilator liegt nicht in der Schaufelgeometrie, sondern in der Disziplin bei Spaltmaß, Werkstoff und Erdung.

Explosionsgeschützte Axialventilatoren

Der explosionsgeschützte Axialventilator fördert hohe Volumenströme bei niedrigem Druck und wird daher in der Raumlüftung und zur Gasverdünnung eingesetzt. Er wird bevorzugt, wenn das Kanalnetz kurz ist.

Lackierkabinen, Batterieladeräume, Chemikalienlager und Bereiche, in denen Lösemittel verwendet werden, sind das Einsatzgebiet dieser Gruppe. In staubführenden Leitungen reicht ein explosionsgeschützter Axialventilator allein nicht aus, da seine Schaufelform den Filterwiderstand nicht überwinden kann.

Einsatzbereiche von ATEX-Ventilatoren

Sind im Betrieb brennbare Stäube oder Dämpfe vorhanden, muss eine Zoneneinteilung vorliegen. Die Ventilatorauswahl ist das Ergebnis dieses Ex-Zonenplans, denn zwei Bereiche desselben Betriebs können unterschiedliche Kategorien erfordern.

• Holzbearbeitung: Schleif- und Sägestaub entzündet sich bereits bei geringer Energie
• Lebensmittelproduktion: Mehl-, Stärke-, Zucker- und Milchpulverstaub gehören zu den explosionsfähigen Stäuben
• Metallbearbeitung: Aluminium- und Magnesiumstaub zählen zur Hochrisikogruppe
• Chemie und Pharma: Lösemitteldämpfe und Staub treten gemeinsam auf
• Futtermittel und Getreide: In Silos und Siebanlagen ist die Staubkonzentration hoch
• Lackierung und Beschichtung: In Spritzkabinen entstehen Lösemitteldämpfe
• Recycling: Kunststoff- und Papierstaub sammelt sich am Brecherauslass

In diesen Leitungen ist der Ventilator allein keine ausreichende Schutzmaßnahme. Der Jet-Pulse-Schlauchfilter wird mit Druckentlastungspaneelen und einer Rückschlagklappe ausgestattet, und in Leitungen mit groben Partikeln wird ein Vorabscheider-Zyklon vorgeschaltet.

Motor und Schutzart bei ATEX-Ventilatoren

Die Motorauswahl richtet sich nach der Zonenkategorie und danach, ob eine staub- oder gashaltige Atmosphäre vorliegt. In staubhaltigen Bereichen steht der Schutz durch Gehäuse im Vordergrund, in gashaltigen Bereichen die druckfeste Kapselung. In Leitungen, in denen beide Atmosphären gemeinsam auftreten, ist die strengere Bedingung maßgeblich.

Beim explosionsgeschützten Ventilatormotor werden drei Angaben gemeinsam gelesen: Die Kategorie zeigt, für welche Zone der Motor geeignet ist, die Temperaturklasse den höchsten Wert, den die Oberfläche erreichen kann, und die Schutzart die Beständigkeit gegen das Eindringen von Staub und Wasser. Ein Motor mit zu niedrig gewählter Schutzart wird in staubhaltigen Zonen trotz Zertifikat zum Risiko. Bei Motoren, die mit Frequenzumrichter betrieben werden, muss zusätzlich bestätigt werden, dass dieser Betrieb von der Zertifizierung abgedeckt ist.

Fertigung und Konstruktion von ATEX-Ventilatoren

Die Fertigung beginnt nicht ohne den Zoneneinteilungsbericht des Betriebs. Liegt kein Bericht vor, werden zunächst die Zündtemperatur und die Mindestzündenergie des Staubes im Labor bestimmt.

In der Konstruktionsphase werden Laufradwerkstoff, Spaltmaß, Erdungspunkte und das Verfahren zur Lagerüberwachung gemeinsam festgelegt. Nach der Fertigung wird das Laufrad dynamisch ausgewuchtet, da ein unwuchtiges Laufrad mit der Zeit so weit auslenken kann, dass es das Gehäuse berührt. Bei der Montage werden an den Kanalanschlüssen leitfähige Dichtungen und elastische Kompensatoren verwendet. Die Einheit wird mit einem Typenschild, das Kategorie und Temperaturklasse ausweist, sowie mit ihrer technischen Dokumentation ausgeliefert.

Preise für ATEX-Ventilatoren

Die Preise für ATEX-Ventilatoren ändern sich deutlich mit der Zonenkategorie. Bei gleichem Volumenstrom ergibt sich der Unterschied zwischen einer Einheit für Zone 22 und einer für Zone 21 allein aus dem Zertifizierungsaufwand. Eine unnötig hohe Kategorie anzufordern, schlägt sich daher direkt in den Kosten nieder.

Die Preisfaktoren sind Kategorie, Temperaturklasse, Gehäusewerkstoff, Zündschutzart des Motors und Umfang der Zertifizierung. Beim Vergleich von Angeboten sollte gefragt werden, ob die Zertifizierung den gesamten Ventilator oder nur den Motor umfasst, denn hier verbirgt sich der Großteil des Unterschieds zwischen zwei Angeboten. Wenn Sie unser Angebotsformular mit den Zonenangaben und Volumenströmen Ihres Betriebs ausfüllen, erstellen wir einen Preis für Ihr Projekt.

Wartung und Kontrolle von ATEX-Ventilatoren

Die Wartung ist Teil der Aufrechterhaltung der Zertifizierung. Ein Teiletausch ohne Freigabe des Herstellers hebt die Konformität auf. Eine Einheit, in die ein Nachbau-Laufrad oder ein Motor einer anderen Klasse eingebaut wurde, gilt nicht mehr als konform.

• Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse: wird alle sechs Monate gemessen und dokumentiert
• Erdungswiderstand: wird im selben Turnus mit einem Messgerät geprüft
• Lagertemperatur: wird kontinuierlich überwacht und löst beim Grenzwert einen Alarm aus
• Schwingungswert: ist das früheste Anzeichen für ein Berührungsrisiko
• Laufradoberfläche: wird nach jeder Schicht per Sichtprüfung auf Staubablagerungen kontrolliert
• Lesbarkeit der Kennzeichnung: Kategorie und Temperaturklasse dürfen nicht verblasst sein
• Ersatzteilprotokoll: Der Nachweis jedes getauschten Teils wird in der Akte aufbewahrt

Steigen Lagertemperatur und Schwingungswert gemeinsam an, wird die Einheit ohne Verzögerung abgeschaltet. Wird das Typenschild auf dem ATEX-Ventilator unleserlich, muss es erneuert werden, andernfalls wird bei der Prüfung eine Nichtkonformität festgestellt.