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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von ferromagnetischen Partikeln aus strömungsfähigen Fluiden, wie Kühl- oder Schmierflüssigkeiten, Hydraulikölen oder dergleichen, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
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Vorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Bei maschinellen Anlagen, bei denen ein Fluidkreislauf zur Schmierung und Kühlung mechanischer Einrichtungen, wie Getrieben oder Pumpen vorhanden ist, kommt es grundsätzlich durch Abrieb im Betrieb zu einem Eintrag von Metallpartikeln in das Fluid, insbesondere wenn es sich um hochbelastete Getriebe, etwa bei Großmaschinen, wie Windkraftanlagen oder Zementmühlen, handelt. Die Abscheidung der Partikel aus dem Fluid trägt nicht nur zum Erhalt der einwandfreien Funktionsfähigkeit des Fluids und zur Vermeidung des Zusetzens von im Fluidkreislauf vorhandenen Filtereinrichtungen bei, sondern liefert dem Betreiber durch labormäßige Analyse der Art und Menge abgeschiedener Partikel auch einen Hinweis auf den mechanischen Zustand der Anlage.
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Diese bekannten Vorrichtungen, die jeweils einer Filtereinrichtung zugeordnet sind, weisen als magnetfelderzeugende Einrichtung einen Magnetstab mit Permanentmagneten auf, der sich in den inneren Filterhohlraum der betreffenden Filtereinrichtung erstreckt und an einem Gehäusedeckel der Filtereinrichtung befestigt ist. Die Außenseite des Magnetstabes bildet die Anhaftfläche, an der sich beim Betrieb metallische Partikel aus dem Fluid anlagern. Um die Anlagerungen auszutragen, muss bei den bekannten Vorrichtungen der Gehäusedeckel abgeschraubt werden, um den Magnetstab zusammen mit dem Filterelement aus dem Gehäuse herausnehmen zu können. Sodann muss der Magnetstab aus dem Filterelement herausgenommen werden, um die an der Außenseite des Magnetstabes anhaftenden Partikel entfernen zu können. Da diese durch die Magnetkraftwirkung an der Außenseite des Magnetstabes gehalten sind, gestaltet sich das Abnehmen der Partikel schwierig. Der Einsatz der bekannten Vorrichtungen bedingt daher einen entsprechend hohen Montage- und Zeitaufwand.
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Die
DE 1 276 574 beschreibt eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Abscheiden von ferromagnetischen Partikeln aus strömungsfähigen Fluiden, wie Kühl- oder Schmierflüssigkeiten, Hydraulikölen oder dergleichen, mit einer magnetfelderzeugenden Einrichtung, die in einem das Fluid beinhaltenden Raum aufnehmbar ist und der eine Anhaftfläche für durch Magnetkraft angelagerte Partikel zugeordnet ist, wobei die Anhaftfläche und die magnetfelderzeugende Einrichtung durch eigenständige, räumlich voneinander trennbare Baukörper gebildet sind, wobei die magnetfelderzeugende Einrichtung mindestens einen Permanentmagneten aufweist, der in einer die Außenseite der Anhaftfläche bildenden Umhüllung herausnehmbar angeordnet ist, wobei mehrere Permanentmagnete, eine Magnetkette bildend, aufeinanderfolgend in der rohrförmigen Umhüllung herausziehbar angeordnet sind, und wobei die Magnetkette in einen einen Überzug bildenden Schrumpfschlauch eingeschrumpft ist.
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Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die sich durch ein verbessertes Betriebsverhalten, insbesondere hinsichtlich der vereinfachten Bedienbarkeit der Vorrichtung, auszeichnet.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Magnete eine Lochung aufweisen, mit der sie vor dem Einschrumpfen in den Schrumpfschlauch auf ein Zugglied aufgefädelt sind.
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Es ist ferner vorgesehen, dass Anhaftfläche und magnetfelderzeugende Einrichtung durch eigenständige, räumlich voneinander trennbare Baukörper gebildet sind. Dadurch, dass im Unterschied zum Stand der Technik die abgeschiedenen Partikel sich nicht an der magnetfelderzeugenden Einrichtung selbst, sondern an einem Baukörper anlagern, der von der magnetfelderzeugenden Einrichtung separierbar ist, vereinfacht sich der Austrag und die Handhabung der Partikel entscheidend, weil diese nach der Absonderung des die Anhaftfläche bildenden Baukörpers mit Wegfall der Magnetkraftwirkung nicht mehr an die Anhaftfläche angezogen sind und daran kleben. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem die Partikel gegen die Magnetkraftwirkung entfernt werden müssen, lassen sich die Ablagerungen einfach und problemlos von der Anhaftfläche abstreifen oder abschütteln.
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Auch können die Partikel mit einem als Probensammler dienenden Magneten bequem von der Anhaftfläche abgenommen werden.
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Es ist außerdem vorgesehen, dass die magnetfelderzeugende Einrichtung mindestens einen Permanentmagneten aufweist, der in einer außenseitig die Anhaftfläche bildenden Umhüllung herausnehmbar angeordnet ist. Zum einen lässt sich dadurch die Anhaftfläche auf einfache Weise von den Permanentmagneten räumlich trennen, zum anderen ist durch die Umhüllung eine Abdichtung der Magnete gegenüber dem Fluid ausbildbar, so dass diese gegen chemische/physikalische Angriffe geschützt sind.
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Mehrere Permanentmagnete sind, eine Magnetkette bildend, aufeinanderfolgend in einer rohrförmigen Umhüllung herausziehbar angeordnet. Hierbei kann mit besonderem Vorteil eine flexible Magnetkette dadurch gebildet sein, dass die aufeinanderfolgenden Permanentmagnete durch nachgiebige Abstandhalter, wie Federn, miteinander verbunden sind. Als ein flexibler Strang lässt sich eine derartige Magnetkette in einer Umhüllung anordnen, die einen nicht geradlinigen Verlauf besitzt, beispielsweise sich innerhalb einer fluidführenden Rohr- oder Schlauchleitung erstreckt, die gegebenenfalls einen gekrümmten Verlauf besitzt.
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Mit besonderem Vorteil kann in Verbindung mit einer flexiblen Magnetkette als Umhüllung ein flexibler Rohrkörper vorgesehen sein, vorzugsweise ein Edelstahl-Wellrohr. Die Benutzung eines Wellrohres hat den besonderen Vorteil, dass die Wellentäler eine Art Sammler bilden, wobei sich Feinstpartikel in den Wellentälern ansammeln können und dadurch gegen Strömungseinwirkungen geschützt sind. Bei Kaltstartbedingungen mit erhöhter Viskosität des Fluids oder im Betrieb auftretenden erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten können dadurch die angelagerten Verschmutzungen schwerer abgerissen und mitgerissen werden.
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Eine derart ausgebildete Vorrichtung lässt sich problemlos in Fluidräume oder -leitungen unterschiedlicher Geometrien einbauen, insbesondere kann das die Magnetkette enthaltende Wellrohr in eine Fluidleitung eines zugehörigen Fluidkreislaufs herausnehmbar einsetzbar sein. Die in den Vertiefungen des Wellrohrs angesammelten Verschmutzungen lassen sich einfach durch Abspülen abreinigen, so dass das Wellrohr für einen erneuten Einsatz zur Verfügung steht.
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Die Anordnung kann hierbei mit Vorteil so getroffen sein, dass das Wellrohr über einen an einem Rohrkrümmer befindlichen lösbaren Schraubanschluss in einen Saugschlauch einsetzbar ist, der mit einer das Fluid fördernden Saugpumpe des Fluidkreislaufs in Verbindung ist. Bei dieser Anordnung sind sowohl die Pumpe als auch eine im Fluidkreislauf üblicherweise nachgeordnete Filtereinrichtung vom Fluid erst nach Passieren der Abscheidezone durchströmt, so dass aufgrund der verringerten Partikelbelastung des Fluids Funktionsstörungen der Pumpe und vorzeitiges Zusetzen der Filtereinrichtung verhindert sind.
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Zur Bildung des Magnetsatzes als in sich geschlossener Baukörper ist die Magnetkette mit besonderem Vorteil in einen einen Überzug bildenden Schrumpfschlauch eingeschrumpft. Die Magnetkette lässt sich dadurch mit dem Schrumpfschlauch als zusammenhängende Einheit problemlos aus dem Wellrohr herausziehen.
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Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung hierbei so getroffen sein, dass eine die lösbare Verbindung der Magnetkette mit einem Ende des Wellrohres bildende Schraube, die mit dem ersten Magneten der Kette verbunden ist, in den Schrumpfschlauch mit eingeschrumpft ist. Dadurch lässt sich der gesamte Magnetsatz durch Ziehen an der vom Wellrohr gelösten Schraube bequem herausnehmen.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt eines Abschnitts einer Fluidleitung mit eingebauter Abscheidevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen verkürzt gezeichneten Längsschnitt eines Wellrohres als Bestandteil des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 eine Draufsicht eines Längenabschnitts des Wellrohres mit daran angelagerten Metallpartikeln;
- 4 eine Draufsicht eines Längenabschnitts einer stabförmige Permanentmagnete aufweisenden Magnetkette eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung;
- 5 eine der 4 entsprechende Darstellung der Magnetkette eines abgewandelten Ausführungsbeispiels mit quaderförmigen Permanentmagneten; und
- 6 eine Draufsicht eines die Magnetkette von 5 enthaltenden Magnetsatzes gemäß einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, bei denen die Vorrichtung für den Einbau in das Leitungssystem eines Fluidkreislaufs vorgesehen ist, der eine Förderpumpe, insbesondere in Form einer Saugpumpe enthält, die das betreffende Fluid über eine Filtereinrichtung zu einer vom Fluid zu kühlenden und/oder zu schmierenden Einrichtung, wie einem Getriebe, zuführt. Es versteht sich, dass die Vorrichtung auch in die Filtereinrichtung des betreffenden Systems eingebaut sein kann. Die 1 zeigt einen Längenabschnitt eines Saugrohrs oder Saugschlauchs 2, der in bekannter Weise nichtmetallisch ausgebildet ist und an einem Schlauchende mit einem metallischen Rohrkrümmer 4 verbunden ist, über den Schmieröl, das beispielsweise aus einem Tank (nicht gezeigt) angesaugt ist, zu der (ebenfalls nicht dargestellten) Saugpumpe strömt, von der das Schmieröl über eine Filtereinrichtung und gegebenenfalls einen Kühler einem Getriebe zugeführt wird, wobei die an den Krümmer 4 anschließenden Bauelemente ebenfalls nicht dargestellt sind.
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Der Rohrkrümmer
4 weist als Zugang zu dem sich an den Rohrkrümmer
4 anschließenden Abschnitt des Saugschlauchs
2 einen angeschweißten Anschlussstutzen
6 auf, der in der Weise positioniert und ausgebildet ist, wie dies aus dem Dokument
WO 2007/118509 A1 an sich bekannt ist, wo ein solcher Anschlussstutzen für den Einbau eines langgestreckten Heizelements in einen Rohrkrümmer und den sich anschließenden Schlauchabschnitt aufgezeigt ist. Bei der vorliegenden Erfindung bildet der Anschlussstutzen, in entsprechender Weise wie dies bei dem genannten Dokument für das langgestreckte Heizelement der Fall ist, den Zugang für ein bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenes Wellrohr
8, das die Umhüllung für eine Magnetkette bildet, von der Ausführungsbeispiele in
4 und
5 dargestellt und dort mit 10 bzw. 12 bezeichnet sind.
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Die 2 zeigt das Wellrohr 8 in Form eines handelsüblichen, aus Edelstahl bestehenden sog. Ringwellschlauchs, der am in 2 rechts gelegenen Ende mit einem Verschlusskörper 14 fluiddicht verschweißt ist. An dem anderen, dem Anschlussstutzen 6 zugeordneten Ende ist das Wellrohr 8 mit einem hülsenartigen Anschlusskörper 16 an einer Schweißstelle 18 verschweißt. Der Anschlusskörper 16 weist eine Verdickung mit einer in Richtung auf die Schweißstelle 18 hin nach innen geneigten Kegelfläche 20 auf, in der eine Ringnut 22 für einen nicht gezeigten Dichtring ausgebildet ist. Am freien linksgelegenen Ende ist ein zum inneren Durchgang 24 und zum Inneren des Wellrohres 8 koaxiales Innengewinde 26 ausgebildet. Für den Einbau des Wellrohres 8 in den Anschlussstutzen 6 des Rohrkrümmers 4 weist der Anschlussstutzen 6 ein in 1 nicht sichtbares Außengewinde auf, auf das eine Überwurfmutter 28 aufschraubbar ist, die sich an einer Ringschulter 30 des Anschlusskörpers 16 abstützt und dessen Kegelfläche 20 an einem in 1 nicht sichtbaren Aufnahmekonus im Anschlusskörper 16 festlegt.
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Das Wellrohr 8 bildet die Umhüllung für einen darin herausziehbar aufnehmbaren Magnetsatz, von dem in 6 ein Ausführungsbeispiel gezeigt und mit 34 bezeichnet ist. Dieser enthält, eingeschrumpft in einen Schrumpfschlauch 36, der am in 6 rechtsgelegenen freien Ende 38 verschweißt oder versiegelt sein kann, eine Magnetkette, die, wie es in 4 und 5 für Magnetketten 10 bzw. 12 gezeigt ist, eine Aufeinanderfolge einzelner Permanentmagnete aufweist, die, zur Bildung einer flexiblen Kette, mittels Eisenfedern 40 miteinander verbunden sind. Bei dem Beispiel von 4 weist die Magnetkette 10 runde Stabmagnete 42 auf, während bei der Magnetkette 12 von 5 quaderförmige Magnete 44 vorgesehen sind. Bei den Magneten 42, 44 handelt es sich bei den vorliegenden Beispielen um Neodym-Magnete (NdFeB), die in Längsrichtung oder Querrichtung magnetisiert sind, wobei die Längsmagnetisierung zur Ansammlung von Partikeln bevorzugt ist. Besonders vorteilhaft sind quaderförmige Magnete 44, die bei den in 5 und 6 gezeigten Beispielen eine Kantenlänge von 40 x 10 x 10 mm besitzen. Bei diesem Beispiel sind, wie in 6 gezeigt, in den Schrumpfschlauch 36 acht quaderförmige Magnete 44 eingeschrumpft, wobei am in 6 links gelegenen Ende eine Schraube 46 in den Schrumpfschlauch 36 mit eingeschrumpft ist. Zur Bildung einer lösbaren Verbindung des Magnetsatzes 34 mit dem zugeordneten offenen Ende des Wellrohres 8 weist die Schraube 46 ein Außengewinde 48 auf, mit dem sie in das Innengewinde 26 des Anschlusskörpers 16 des Wellrohres 8 einschraubbar ist.
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Um die angesammelten Partikel aus dem Fluidkreislauf auszutragen, wird die Überwurfmutter 28 am Anschlussstutzen 6 des Rohrkrümmers 4 gelöst und die Vorrichtung herausgenommen. Sodann wird die Schraube 46 des Magnetsatzes 34 aus dem Innengewinde 26 des Wellrohres 8 herausgeschraubt und der Magnetsatz 34 durch Ergreifen der Schraube 46 aus dem Wellrohr 8 herausgezogen. Die 3 zeigt das nunmehr für sich handhabbare Wellrohr 8 mit daran angelagerten Metallpartikeln 50.
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Da bei vom Magnetsatz 34 getrenntem Wellrohr 8 die Partikel 50 ohne anziehende Magnetkraftwirkung frei am Wellrohr 8 angelagert sind, lassen sich die Partikel 50 mühelos abstreifen, abschütteln oder absprühen und vorzugsweise zur labormäßigen Analyse auch ansammeln. Die an der Außenseite des Wellrohres 8 befindlichen vertieften Wellentäler bilden Sammelräume, in denen insbesondere Feinstpartikel der Wirkung der Fluidströmung weniger ausgesetzt sind und daher mit größerer Sicherheit unter Einwirkung der Magnetkraft haften bleiben können.
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Die lösbare Verbindung des Magnetsatzes 34 mit dem zugeordneten offenen Ende des Wellrohres 8 kann auch in der Art einer Kabelverschraubung ausgeführt sein, die die Schraube 46 mit dem Schrumpfschlauch 36 verklemmt. Das Außengewinde 48 der Schraube 46 bildet in diesem Fall die Klemmverschraubung für ein Klemmteil, nach dessen Abschrauben der Magnetsatz 34 ohne ein Verdrehen mit der ein Griffstück bildenden Schraube 46 herausgezogen werden kann.
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Bei dem Herausziehen des Magnetsatzes 34 aus dem Wellrohr 8 ist der Wellschlauch 36 aufgrund der Nachgiebigkeit der jeweiligen Magnetkette 10 oder 12 an der Zugkraftübertragung mit beteiligt. Um die Gefahr eines hierbei auftretenden Reißens des Schrumpfschlauches 36 auszuschließen, weisen die Magnete 42 oder 44 eine Lochung auf, mit der sie vor dem Einschrumpfen in den Schrumpfschlauch 36 auf ein Zugglied aufgefädelt sind, das mit der Schraube 46 verbunden ist und beispielsweise durch ein isoliertes Edelstahldrahtseil, eine Kunststoffschnur oder durch einen Draht gebildet ist. Dadurch ist durch Ziehen an der Schraube 46 ein sicheres Herausziehen des Magnetsatzes 34 gewährleistet. Während bei den gezeigten Ausführungsbeispielen Federn 40 als flexible Abstandhalter zwischen den Magneten 42, 44 vorgesehen sind, versteht es sich, dass andersartige Abstandhalter, wie Kunststoffröhrchen, Klemmen oder Knoten, vorgesehen sein könnten. Die Benutzung von Federn 40 hat sich jedoch für die Flexibilität des Magnetsatzes 34 als besonders günstig erwiesen.
