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Filterautomat mit einem umlaufenden dauermagnetischen Körper
Die Erfindung betrifft einen Filterautomaten mit einer durch abwechselnde Aneinanderreihung von permanenten Scheibenmagneten und nicht magnetischen Einlagen auf einer beiderseits gelagerten Welle drehbar aufgebauten Magnetwalze, an welcher ein Abstreifer anliegt.
In der Industrie sind seit langem automatische Magnetfilter im Einsatz, spez. ell bei Maschinen zur Fein- oder Feinstbearbeitung von Oberflächen, wie z. B. zur Reinigung der Kühlmittel an Schleifmaschinen, Hon- und Läppmaschinen usw. Alle diese bekannten Magnetfilter-Automaten haben als gemeinsames Kennzeichen, dass ihre Magnetwalze von einem Gehäuse bzw. Trog umgeben sind. Dieses Gehäuse bzw. der Trog dient zur Leitung des zu reinigenden Mediums und bestimmt die Flussrichtung, die Turbulenz und auch den Abstand zur Magnetwalze. Da nach dem Coulomb'schen Gesetz die Magnetenergie mit dem Quadrat der Entfernung abnimmt, ist bei der Konstruktion magnetischer Filter ein Kompromiss zwischen Durchsatzmenge und Wirkungsgrad einzugehen.
Wird das zu reinigende Medium wie bisher durch ein Gehäuse geleitet, so unterliegt das Medium und die darin enthaltenen, auszuscheidenden Verunreinigungen dem Gesetz der Hydrodynamik.
Besonders unmagnetische Verunreinigungen, wie z. B. Korund müssen sich zwangsläufig den Strömungsbewegungen anpassen, die ihr Ausscheiden in Frage stellen. Das trifft auch besonders auf allerfeinste Fe-Teilchen zu. Wird das zu reinigende Medium seitlich in den Trog eingeführt und fliesst dann über eine tieferliegende Kante aus dem Trog wieder ab, so müssen beide Kanten über der Achse der Magnetwalze liegen, um einen möglichst langen Reinigungsweg zu erhalten. Dabei liegen die Lager teilweise unter dem Flüssigkeitsspiegel und müssen entsprechend sicher gedichtet sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Filterautomaten mit einer umlaufenden permanenten Magnetwalze, deren Welle beiderseits der Walze gelagert ist und an die ein Abstreifer anliegt, zu schaffen, der einen Flüssigkeitsüberlauf ohne Turbulenz, eine relativ dünne Stromdicke, eine einfache und leichte Konstruktion, insbesondere hinsichtlich der Lagergestaltung und einen hohen Filterdurchsatz bei Ausscheidung kleinster ferromagnetischer Teilchen sowie nichtferromagnetischer Materialien, z. B. Korund, er- möglicht.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass das zu reinigende Medium in Scheitelnähe durch trichterartige Wannen über die Breite der angetriebenen, offen gelagerten Walze verteilt zuführbar ist, wobei in der Nähe der tiefsten Stelle am Umfang der Walze eine oder zwei Quetschrollen so angeordnet ist bzw. sind, dass bei einer Rolle der Abstreifer in der Drehrichtung in an sich bekannter Weise hinter dieser, bei zwei Rollen der Abstreifer zwischen ihnen an der Walze anliegt.
Die Lager der Magnetwalze sind mit etwa kreisförmigen Schildflanschen versehen, welche gegen- überliegend über den Umfang des Körpers hinausragende Einhäng- oder Auflageansätze besitzen. Ausserdem sind zur Verbindung der Lagerschilde mehrere an ihrem Umfang verteilt angeordnete Stege angebracht.
Nach einer andern Ausführungsform liegt in an sich bekannter Weise eine Quetschrolle auf der höchsten Stelle der Magnetwalze an, nach der in der Drehrichtung ein Abstreifer angeordnet ist und vor der ein Trichter vorgesehen ist.
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Die Quetschrolle dient zur Ausbringung möglichst trockener Verunreinigungen.
Bei der Zufuhr am Scheitel wirken zwei wichtige physikalische Komponenten zusammen und in einer
Richtung :
1. die Bewegungsrichtung, wobei hier die im zu reinigenden Medium enthaltenen Verunreinigungen direkt auf den Körper fallen und
2. die Saugkraftdes magnetischen Körpers, die sofort die Verunreinigungen bindet. Sofort beim Auf- treffen auf diesen Körper bilden sich durch das Magnetfeld Verästelungen. Das Medium wird gezwungen, diese Verästelung zu durchspülen, wobei alle antimagnetischen Teile sich zwangsläufig verfilzen müs- sen.
Das wäre nicht so, wenn der Körper mit einem Trog umgeben wäre. Das Gegenteil würde dabei ein- treten, nämlich, dass besonders die antimagnetischen Teile dem Gesetz der Fliehkraft unterliegen und an den Aussenrand des Gehäuses gelangen, statt in den Fangbereich der magnetischen verästelung.
Besonders bei der Feinstbearbeitung, wie es das Schleifen, Honen und Läppen darstellt, reichen nach den heutigen Forderungen, die man an die Oberflächen von Werkstücken stellt, die Filterleistungen der bekannten Magnetfilter-Automaten nicht mehr aus. Man war gezwungen, zusätzlich automatische Pa- pierrollen-Filter einzubauen, um die gewünschten Oberflächenergebnisse an den Werkstücken zu erzie- len.
Mit dieser Erfindung werden alle Mängel beseitigt, die z. B. das nicht genügend gereinigte Kühl- mittel auf die Oberflächenrauhigkeit des Werkstückes ausübte. Die Filterwirkung durch diese Erfindung geht weit über die blosse Funktion eines Magnetfilters hinaus, da sie, wie beschrieben, auch die besonders hier schädlichen harten Korundteile nahezu vollständig ausscheidet und damit das Nachschalten mechanischer Feinstfilter überflüssig macht.
Weiterhin ist es gelungen, den Wirkungsgrad gegenüber bisherigen Magnetfilter-Automaien nahezu zu verdoppeln. Gleichzeitig wurde das Filter fast ins Extreme gehend vereinfacht, was am wesentlich geringen Aufwand an Material und Arbeit sichtbar wird.
Für die Grösse und den Wirkungsgrad der Filterleistung werden genannt : 100 1 pro Minute bei 400 mm Breite des Körpers lediglich eine Benetzung von 3 mm. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, an denen die Erfindung erläutert wird. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Filter, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Filter in einfachster Bauform, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Filter mit oben angeordneter Quetschrolle.
Eine zylindrische Magnetwalze 1 bestehend aus Magnetscheiben 21 und ferromagnetischen Polscheiben 22 ist auf einer Welle 2 befestigt, die beiderseits übersteht.
Diese Wellenenden sind durch Lagerschilde 3, 4 hindurchgeführt, in denen Kugellager 5,6 angeordnet sind, die die Wellenenden aufnahmen. Das eine Wellenende ist verlängert und mündet in ein Drehzahlreduziergetriebe 7, welches durch einen Elektromotor 8 angetrieben wird. Die Lagerschilde 3,4 haben etwa kreisrunde Form, etwas grösser als die Magnetwalze 1. In einer waagrechten, durch die Achse der Magnetwalze 1 verlaufenden Ebene sind am Umfang der Schilde 3,4 je zwei Haltenasen 9 angegossen.
Beide Lagerschilde 3,4 sind ausser durch die Welle 2 mittels zweier in genannter Ebene verlaufenden Stege 10,11 verbunden. Diese sind jedoch nur erforderlich, damit die Lagerschilde sich nicht frei drehen können ;
Als einfachste Form (Fig. 2) sind an Stelle der Lagerschilde 3,4 zwei radial verlaufende Stege 12,13 anwendbar, deren Enden als Haltenasen 9 ausgebildet sind und in deren Mitte je ein ringförmiges Gehäuse 14 "für die Kugellager 5,6 angeschweisst ist. Quer verlaufende Stege 10,11 fallen weg. Nahe der tiefsten Stelle der Magnetwalze 1 liegen zwei an den Lagerschilden 3,4 befestigte Quetschrollen 15 an. Zwi- schendenQuetschrollenl5 liegt ein Abstreifer 16 an der Magnetwalze 1 an.
Es ist auch naheliegend, eine der Quetschrollen 15 wegzulassen, und nur eine, in Drehrichtung der Magnetwalze 1 gesehen, vor dem Abstreifer 16 liegende Quetschrolle 15 beizubehalten. Über der Scheitellinie der Magnetwalze 1 erstreckt sich eine trichterartige Wanne 17.
Falls unter dem Körper 1 die Abführung der Verunreinigungen nicht angängig ist, steht die Ausführung nach Fig. 3 zur Verfügung. Bei dieser ist eine Quetschrolle 18 auf dem höchsten Punkt des Körpers 1 angeordnet. In Drehrichtung des Körpers 1 gesehen, liegt danach ein Abstreifer 19 am Körper 1 an. Die Ausflussöffnung eines Trichters 20 ist unmittelbar vor der Quetschrolle 18 angeordnet.
Im übrigen ist die Ausbildung die gleiche wie die der Filter nach Fig. l oder Fig. 2.
Das zu reinigende Medium fliesst durch den Trichter 17 bzw. 20 auf die Magnetwalze 1. Durch diesen wird es über annähernd den ganzen bzw. den halben Umfang verteilt und läuft dabei beiderseitig bzw. einseitig des Scheitels ab. Das Medium wird dabei durch keine Zwangsführung gehemmt oder in eine be-
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stimmte Bewegungsrichtung gelenkt. Durch den freien Abfluss wird jede Turbulenz vermieden. Ausserdem steht kein Medium im Bereich der Kugellager 5,6, so dass auf zusätzliche Dichtungen verzichtet werden kann. Der Körper 1 wird durch den Motor 8 und das Reduziergetriebe 7 im Uhrzeigersinn angetrieben.
Bei einer solchen Ausbildung und der gleichen Zuflussleistung kann der Körper 1 um die Hälfte kürzer sein als bei einem einseitigen Überlauf. Weiterhin ist zur Ausscheidung besonders vieler antimagnetischer Verunreinigungen der Trichter 20 in Fig. 3 angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Hälfte der Magnetwalze 1 mit einem dichteren Bart ferromagnetischer Verunreinigungen angereichert wird, der eine noch feinere Wirkung in bezug auf das Ausscheiden antimagnetischer Verunreinigungen ergibt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Filterautomat mit einer durch abwechselnde Aneinat. derreihung von permanenten Scheibenmagneten und nicht magnetischen Einlagen auf einer beiderseits gelagerten Welle drehbar aufgebauten Magnetwalze, an welcher ein Abstreifer anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das zu reinigende Medium in Scheitelnähe durch trichterartige Wannen (17 bzw. 20) über die Breite der angetriebenen, offen gelagerten Walze (1) verteilt zuführbar ist, wobei in der Nähe der tiefsten Stelle am Umfang der Walze eine oder zwei Quetschrollen (15) so angeordnet ist bzw. sind, dass bei einer Rolle der Abstreifer (16 bzw. 19) in der Drehrichtung in an sich bekannter Weise hinter dieser, bei zwei Rollen der Abstreifer zwischen ihnen an der Walze anliegt.