April 2015
| von Lars Altmann, Fima Maschinenbau
  • Vorgeschriebene Maßnahmen für den tertiären Explosionsschutz (Begrenzung der Auswirkungen einer Explosion) schließen eigentlich den Einsatz von Ventilatoren zur Förderung von Atmosphäre der Zone 20 aus.
  • Um technischen Ruß unmittelbar fördern zu können, wurde ein Radialventilator entwickelt, der unter Zone-20-Bedingungen arbeitet.
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Ventilator für Zone 20
Der Maschinenbauer muss auf Basis der ermittelten Werte die Einhaltung der wesentlichen Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen für den Betrieb seiner Maschine sicherstellen. Um die dazu benötigten Ausgangsbedingungen zu definieren, sind zunächst Risiko- und Zündquellenanalysen notwendig. Die Maschinenrichtline DIN EN 14986 schreibt die Grundsätze für die Konstruktion von Ventilatoren für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen fest – sie schließt eigentlich den Einsatz in der Zone 20 aus. Der Maschinenbauer nutzte jedoch die Norm als Basis für die Konstruktion eines Zone-20-Ventilators. Mithilfe des IBExU Institut für Sicherheitstechnik in Freiberg/Sachsen wurden die entsprechenden Vorgaben festgelegt und bei der Entwicklung des Ventilators berücksichtigt. Dazu kam eine Betrachtung der möglichen Zündquellen am Ventilator selbst: u. a. des Motors und der elektrischen Ausrüstung, der Lager, der Wellenabdichtung, der Befestigung des Laufrads sowie des Spalts zwischen Laufrad und Gehäuse.

Der Ventilator ist in der vertikalen/radialen Bauweise konzipiert, d. h., die Ansaugung des Luft-Staub-Gemisches erfolgt über die Welle, wird um 90° abgelenkt und radial ausgeblasen. Das Laufrad ist offen, mit radial endenden Schaufeln versehen und wurde senkrecht direkt auf die Motorwelle montiert. So werden Ablagerungen vermieden. Das Gehäuse hält einen Explosionsdruckstoß von 8 bar aus – falls es zu einer Explosion im Inneren des Ventilators kommen sollte, bleibt sie auf die Anlage begrenzt. Die Welle wird zum Laufrad hin mit einem Sperrgas abgedichtet. Dieses verhindert den Austritt einer zündfähigen Luft-Staub-Atmosphäre. Eine Reihe von Sensoren überwacht die Betriebsparameter der Anlage. So werden unter anderem die Schwingungen des Motors sowie die Temperaturen des Luft-Staub-Gemisches, des Lagers und der Wicklung kontrolliert. Sollten die festgelegten Grenzwerte überschritten werden, fährt die Anlage kontrolliert herunter. Eine weitere mögliche Zündquelle ist der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse. Berührungen im Betrieb könnten eine Explosion auslösen. Die Spaltweitenüberwachung verhindert dies zuverlässig. Das verwendete Rohmaterial und die elektrische Ausrüstung wurden entsprechend DIN EN 14986 gewählt. Damit werden auch Schlag- und elektrische Funken sicher ausgeschlossen.

Die IBExU bewertete die Anlage auf Herz und Nieren und erteilte eine Konformitätsbescheinigung nach 94/9/EG. Haupt-zweck der Norm ist der Schutz von Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen arbeiten oder die von Explosionen betroffen sein könnten. Dazu prüften die Fachleute aus Sachsen die Zeichnungen, die technische Dokumentation und die Zündgefahrenbewertung, auf deren Basis die Anlage schließlich gebaut wurde. Auf dem Teststand des Herstellers wurden die mechanischen Komponenten ausgiebig geprüft und Kennlinien gemessen.

Die Maschine ist seit Ende 2013 im Einsatz und läuft mit hoher Qualität, Effizienz und Zuverlässigkeit, den Kundenanforderungen entsprechend. Obwohl der Ventilator eine kostengünstige Alternative zu der bisherigen teuren Anlagenkonstruktion ist, musste der Betreiber keine Kompromisse in dieser Beziehung eingehen. Das Maschinenbauunternehmen hat aufgrund des Projekts bereits weitere Anfragen zu ähnlichen Anlagen erhalten.

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