DE19506945A1 - Physikalische Wasseraufbereitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Aufbereiter für Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, welches außen Anschlüsse für flüssigkeitsführende Zu- oder Ableitungen bzw. Absperrorgane wie Ventile, Hähne oder dergleichen und innen eine Anordnung für die Führung der Flüssigkeit und die Halterung der Permanent- und Ringmagneten aufweist.

Schon lange ist bekannt, daß magnetische Felder Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, aufbereiten können. Durch zahlreiche Versuche wurde herausgefunden, daß magnetisch aufbereitetes Gießwasser positive Auswirkungen auf die Keim­ fähigkeit von Pflanzensamen und auf das Wachstum der Pflanzen besitzt. Magnetisch aufbereitetes bzw. "polarisiertes" Wasser entwickelt auch positive Einflüsse bei der Tieraufzucht. Bekannt geworden sind auch Erfolge mit polarisiertem Wasser bei der Reduzierung von Kesselstein in Heizungsanlagen oder Wasserleitungen.

In der Medizin haben Versuchsreihen überdies gezeigt, daß Speisen, die mit aufbereitetem Wasser zubereitet waren, beispielsweise Blasenleiden lindern bzw. heilen können.

Derartige Versuche wurden bisher mit unterschiedlichen konstruierten Geräten durchgeführt. Bekannt geworden sind beispielsweise Spulen, die ein wechselndes Magnetfeld erzeugen, die um eine Flüssigkeitsleitung herum angeordnet sind, innerhalb der konzentrisch ein Eisenkern so angeordnet ist, daß zwischen diesem und der Leitung ein Flüssigkeitsdurchlauf verbleibt. Die Spulen sind entweder von Wechselstrom durchflossen oder derart von Gleichstrom, daß der Flüssigkeitsdurchlauf von magnetischen Wechselfeldern durchsetzt wird. Vergleichbar wechselnde Magnetfelder können erzeugt werden durch beispiel­ weise zylinderförmige Permanentmagnete, die in einer magnetischen Rohr­ leitung unter Belassung eines Flüssigkeitsdurchlaufes so angeordnet sind, daß gleichnamige Pole aneinanderliegen. Hierdurch entstehen wechselnde Magnet­ felder im Flüssigkeitsdurchlauf.

Allgemein haben die Versuche ergeben, daß eine Aufbereitung von Flüssig­ keiten, vorzugsweise von Wasser, durch magnetische Wechselfelder vornehmlich einen Niederschlag kalciumhaltiger Salze vermindern, wo hingegen die Auf­ bereitung der Flüssigkeiten durch magnetische Gleichfelder kaum einen Einfluß auf die Salzausscheidung, sondern eine Stimulierung des Pflanzenwachstums zur Folge hat.

Ein erster für die allgemeine Benutzung bestimmter magnetischer Wasserauf­ bereiter ist gekennzeichnet durch einen Durchflußspalt für Wasser, der sich in einem aus magnetischem Material hergestellten ringförmigen Körper befindet, der zwischen zwei entgegengesetzt zueinander angeordneten Zufluß- bzw. Ab­ flußdüsen angeordnet ist, die sich von den Zufluß- bzw. Abflußöffnungen hin zu der Mitte des Wasseraufbereiters konisch aufweiten und im mittleren Teil des Wasseraufbereiters in eine Zylinderform übergehen. (DE-GM 77 08 271).

Obzwar sich hiermit ein relativ starkes Magnetfeld erzielen läßt, wobei die Anordnungen zur Rückführung der magnetischen Kraftlinien vermieden werden, sind die Flüssigkeitsmengen, die sich damit aufbereiten lassen, relativ gering. Außerdem ist das Magnetfeld nicht variierbar. Hinzu kommt, daß Strömungs­ verluste im Aufbereiter und eine verhältnismäßige voluminöse Konstruktion in Kauf genommen werden muß.

Eine weitere Erfindung obliegt selber Funktion, nur daß sich ein Rotor, der mit Permanentmagneten versehen ist, in der Kanalführung eine Drehbewegung durch die Strömung der Flüssigkeit durchführt.

Durch die Drehbewegung ergibt sich für gewisse Anwendungsbereiche, dieses Ausführungsbeispiels, der Erfindung ein guter Polarisierungswirkungsgrad.

Dem gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, aus Permanentmagnete, Ringmagnete und einfach, preiswert herstellbaren Einzel­ teilen, einen magnetischen Aufbereiter für Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, mit verschiedenen Möglichkeiten zur Gestaltung optimaler magnetischer Beeinflussungen der Flüssigkeit bei geringem Durchflußwiderstand, zu schaffen.

Diese Erfindung ermöglicht es eine große Strecke des Durchströmungsweges mit dem magnetischen Wirkungsfeld zu durchsetzen und gleichzeitig der Strömung, bedingt durch die Drehung des Rotors, einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegenzusetzen, so daß der Druckverlust trotz sehr großer Polarisierungsstrecke extrem klein gehalten werden kann. Dieses Aus­ führungsbeispiel der Erfindung eignet sich auch für den Anschluß an Nieder­ druckleitungen.

Im einzelnen weist der Rotor im wesentlichen die Form eines Turbinenrades, sich in Durchströmungsrichtung verjüngernden Zylinders, der die Ringmagnete umschließt, eine mit annähernd gleichbleibende Dicke auf. Die Gehäuseteile, die den Durchströmungskanal bilden, weisen im wesentlichen einen konstanten Durchtrittsquerschnitt auf, die umgeben sind von einem Stahlmantel, der das Zufluß- und Abflußteil miteinander verbindet.

Der Rotor kann mit geringem Aufwand, beispielsweise im Spritzgießverfahren, hergestellt werden. Dadurch, daß auf der gesamten Durchströmwegstrecke ein praktisch gleichbleibender Durchströmquerschnitt eingehalten wird, können keine Verwirbelungsverluste auftreten. Durch die drehende Bewegung der Flüssigkeit wird der strömungstechnische Wirkungsgrad des magnetischen Flüssigkeitsauf­ bereiters weiter angehoben.

Erfindungsgemäß sind die im Rotationskörper eingearbeitete Ringmagnete gleich dick wie der Körper selbst. Ring- und Permanentmagnete sind durch eine dünne Schicht von der durchfließenden Flüssigkeit getrennt. Somit wird eine Oxidation der Magnete verhindert.

An der Außenseite der Kanalführung strömt das Wasser an einer Seite des im Flüssigkeitsstrom angeordneten Permanentmagneten vorbei. Die im Rotations­ körper eingearbeiteten Ringmagnete liegen den Permanentmagneten gegen­ über. Hier können die einander gegenüberliegenden Magnete, in der Kanal­ führung und im Rotationskörper, Felder ausbilden, die optimal auf das Wasser bzw. Flüssigkeit einwirken. Die Magnetfelder der Ringmagnete entsprechen denen, die durch die Magnete auf der Außenseite der Kanalführung erzeugt werden.

Wenn man als Werkstoff für die Herstellung der Vorrichtungsbestandteile Polycarbonat oder Hostaform wählt, so kann die Vorrichtung sehr preisgünstig als Massenartikel hergestellt werden, da sich die Werkstoffe insbesonders für das Spritzgießverfahren eignen.

Durch die Maßnahmen des Anspruchs 8 erreicht man, daß der Wasser­ aufbereiter in ein bestehendes Leitungssystem integriert oder an vorhandene Absperrorgane, wie Ventile oder Hähne angeschlossen werden kann.

Die Anordnung der Magnete kann je nach Anwendungsfall variiert werden. Es können Permanentmagnete zum Einsatz kommen, die an ihren Enden Nord bzw. Südpole aufweisen. In manchen Anwendungsfällen können auch Permanent­ magnete eingesetzt werden, deren eine dem Flüssigkeitsstrom zugewandte Fläche als Nord- bzw. Südpol und deren andere Fläche als entgegengesetzter Pol ausgebildet ist.

Der erfindungsgemäße Aufbau der Kanalführung und dem Rotationskörper ermöglichen jeden nur denkbaren Einsatz der Permanent- und Ringmagnete.

Die Einzelteile des magnetischen Aufbereiters können so ausgebildet sein, daß sie einfach zusammengesteckt werden. Hierzu müssen die Maßtoleranzen zwischen den Einzelteilen entsprechend ausgebildet sein, daß die Teile dem Wasser- bzw. Flüssigkeitsdurchfluß stand halten und abdichten.

Von Vorteil ist, daß beide Zufluß- und Abflußteile identisch gleich sind. Hierdurch erleichtert sich der Zusammenbau und verbilligt sich die Herstellung dieses Magnetaufbereiters. Die Kanalführung kann mit den Permanentmagneten und der Rotationskörper kann mit den Ringmagneten vorgefertigt werden. Somit ist eine leichte und schnelle Montage der Baugruppen gewährleistet.

Das Gehäuserohr ist aus verzinktem Stahl, die Rotationswelle aus legiertem Stahl und die restlichen Einzelteile bestehen außer den Permanent- und Ring­ magneten, den Kugellagern und der Andruckfedern, aus geeignetem Kunstoff. Die Permanent- und Ringmagnete sind in an sich bekannter Weise Ferrite oder übliche Werkstoffe.

Insgesamt ist der magnetische Aufbereiter so ausgebildet, daß die Durchfluß­ querschnitte innerhalb des Gerätes nahezu gleich den Durchflußquerschnitten der Anschlüsse sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 eine Seitenansicht des Aufbereiters.

Fig. 2 ein Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 4.

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4.

Fig. 4 ein Längsschnitt durch den Aufbereiter.

Der magnetische Flüssigkeitsaufbereiter besitzt ein Gehäuse (11) mit einer Ab­ deckung (1) und einer Abdeckung (5), die identisch miteinander sind. Die Ab­ deckung (1) ist mit dem Gehäuse (11) im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Zylinderschrauben lösbar miteinander verbunden. Die Abdeckungen (1 und 5) besitzen einen Anschluß (1a) und (5a) mit einem Innen- (13) und Außen­ gewinde (14). Die Gewinde sind jeweils an eine Dreiviertel-Zollverschraubung angepaßt. Die Abdeckung (5) nimmt im wesentlichen die Lagerung von der Rotationsachse (15), der Kugel (16), der Druckfeder (17), die als Lagerung für den Rotationskörper dienen, auf. Weiter ist die Abdeckung (5) mit dem Magnethalter 1 (4) durch Zylinderschrauben verbunden. Der Magnethalter 1 (4) ist mit einer Einkerbung versehen, die den, in der Figur nicht dargestellten, Dichtungsring 1 (18) aufnimmt und die verschraubten Teile miteinander abdichtet. Der aufgenommene Rotationskörper ist zwischen der Abdeckung (1) und der Abdeckung (5) rotierend gelagert durch die Kugeln (16) und der Druck­ feder (17). Auf der Rotationsachse (15) ist der Magnethalter 2 (8), der mit drei Ringmagneten versehen ist, der Rotor (10) und die Rotorabdeckung (9) auf­ gesteckt. Der Rotor (10) und die Rotorabdeckung (9) sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel miteinander verklebt. Die Rotorabdeckung (9) und der Magnethalter 2 (8) sind ineinandergesteckt und miteinander verklebt. An dem Magnethalter 1 (4) sind vier Permanentmagnete (7) vorgesehen, die beispiels­ weise aus einem technischen Ferrit bestehen. Die Permanentmagnete (7) sind, wie der Schnitt B-B erkennen läßt, so in den Magnethalter 1 (4) integriert, daß sie nur an den Rändern vom Magnethalter 1 (4) gehalten werden.

Die Kanalführung 2 (3) wird in das Gehäuse (11) solange hineingesteckt, bis sie mittels einer Zentrierung mit dem Magnethalter 1 (4) aufeinandertrifft. An der Verbindungsstelle zwischen der Kanalführung 2 (3) und dem Magnethalter 1 (4) besitzt der Magnethalter 1 (4) einen ringförmigen Bund, der als Auflagefläche für den Dichtungsring 2 (19) dienen kann.

Die Abdeckung (1) nimmt, durch die Schraubenverbindung, die Kanalführung 1 (2) auf. Die verschraubten Teile werden ebenso, wie der Magnethalter 1 (4) und die Abdeckung (5), mit einem Dichtungsring 1 (18) miteinander abgedichtet. Die Kanalführung 1 (2) wird solange in das Gehäuse (11) hineingesteckt, bis sie mittels einer Zentrierung mit der Kanalführung 2 (3) aufeinandertrifft. An der Verbindungsstelle zwischen der Kanalführung 1 (2) und der Kanalführung 2 (3) besitzt der Magnethalter 1 (4) einen ringförmigen Bund, der als Auflagefläche für den Dichtungsring 2 (19) dienen kann.

Wenn in den Fig. 2-4 gezeigte Vorrichtung an ein Leitungssystem für wäßrige Lösungen angeschlossen ist, so bewirkt die strömende Flüssigkeit in dem Kanal (21) eine Drehung des Rotors (10). Durch die Drehung des Rotors (10) wird der Flüssigkeitsdurchlauf von magnetischen Wechselfeldern durch­ setzt, die durch die rotierenden Ringmagnete (6) und den Permanentmagneten (7) erzeugt werden.

Die Polarisierung der Permanentmagnete und der Ringmagnete ist vorzugs­ weise so gewählt, daß die Feldlinien in Durchströmrichtung verlaufen, wobei auf der Ober- und Unterseite der Permanentmagnete unterschiedliche Polari­ sierungen vorgesehen sein können. Die Ringmagnete können ebenfalls diametral oder mehrpolig am Umfang magnetisiert sein.

Bezugszeichenliste

 1 Abdeckung (Zu- und Abflußöffnung)
 2 Kanalführung 1
 3 Kanalführung 2
 4 Magnethalter 1
 5 Abdeckung (Zu- und Abflußöffnung)
 6 Ringmagnet
 7 Permanentmagnet
 8 Magnethalter 2
 9 Rotorabdeckung
10 Rotor
11 Gehäuse
12 Zylinderschraube
13 Innengewinde
14 Außengewinde
15 Rotationsachse
16 Kugel
17 Druckfeder
18 Dichtungsring 1
19 Dichtungsring 2
20 Dichtungsring 3
21 Kanal

Claims (17)

1. Vorrichtung zur physikalischen Aufbereitung von wäßrigen Lösungen, insbesondere von Wasser, mit einem in einen wasserführenden Kanal eingliederbaren Gehäuse, in dem ein, einem magnetischen Wirkungsfeld ausgesetzter Durchströmkanal definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Welle mit einem integrierten Turbinenrad und mehreren permanenten diametral vorzugsgerichteten Ringmagneten aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad und die permanenten Ringmagnete von einem Gehäuse umgeben sind, in welchem sich weitere permanente Vierkantmagnete befinden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Vorrichtung, die permanenten diametral vorzugsgerichteten Ringmagnete und/oder die permanenten Vierkantmagnete in den Gehäuseteilen integriert sind, ohne mit den Flüssigkeiten zu kontaktieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad unmittelbar in der Mitte des Kanals gelagert ist, das in einem Lager ausgebildet ist, das über mehrere Rippen mit dem Gehäuse verbunden ist, das durch eine Druckfeder und eine Kugel ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete auf die gesamte Länge nach dem Turbinenrad im Kanal angeordnet sind, der sich zum Ausgang hin verjüngt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine zweigeteilte Kanalführung, die an den Gehäuseteilen angeschraubt sind und durch O-Ringe abgedichtet werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gehäuseteile, die den Ein- und Ausgang des Kanals begrenzen, mit einem Stahlrohr verschraubt sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein auf der Zu- und Abströmseite eingeformtes Innen- und Außengewinde.

9. Magnetischer Aufbereiter für Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser, mit einem dreiteiligen Gehäuse, welches außen Anschlüsse für flüssigkeitsführende Zu- und Ableitungen und für Absperrorgane wie Hähne oder dergleichen und innen eine Anordnung für die Führung der Flüssigkeit und die Halterungen des Turbinenrades und ein konisch verlaufender Kanal, der mit Permanentmagnete ausgestattet ist.

10. Magnetischer Aufbereiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete an bzw. in der Wand der Kanalführung und an bzw. in der Wand des Rotationsgehäuses angeordnet sind.

11. Magnetischer Aufbereiter nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Permanentmagnete an bzw. in der Wand der Kanalführung gegenüberliegen.

12. Magnetischer Aufbereiter nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die permanenten, diametral vorzugsgerichteten Ringmagnete mittig im Rotationsgehäuse angeordnet sind, die im Radius einen konstanten Abstand zu den Permanentmagneten in der Kanalführung aufweisen.

13. Magnetischer Aufbereiter nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalführung und/oder der Rotationskörper einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen.

14. Magnetischer Aufbereiter nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Justage des Rotationsgehäuses die Lagerung konzentrisch zu den Anschlüssen vorgesehen ist.

15. Magnetischer Aufbereiter nach den Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufquerschnitte innerhalb des magnetischen Flüssigkeitsaufbereiters und/oder den Anschlüssen nahezu gleich sind.

16. Magnetischer Aufbereiter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit Flüssigkeiten in Berührung tretenden Bestandteile der Vorrichtung aus Polycarbonat bestehen.

17. Magnetischer Aufbereiter nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile lösbar miteinander verbunden sind.