DE2515758C2

DE2515758C2 - Magnetisches Filter

Info

Publication number: DE2515758C2
Application number: DE2515758A
Authority: DE
Inventors: Harald Helsingborg Nilsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1975-04-10
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE2515758A1; US3980562A; SE7405351L; FR2267819A1; GB1495795A; JPS50145970A; JPS5926346B2; SE381579B; FR2267819B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Filter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Filter wird vorgeschlagen in der nicht vorveröffentüchten, prioritätsälteren DE-PS 24 11 991.

Es ist bekannt, mit suspendierten Partikeln oder aufgelösten hochmolekularen Substanzen, wie Harzsloffcn, verunreinigte Flüssigkeiten dadurch zu reinigen, daß man ihnen ferromagnetische Partikel, wit- Magnetit, Eisen, Kobalt oder Nickel, zusetzt und daß man die Verunreinigungen zusammen mit den fcrromagnetischen Partikeln in einem magnetischen Feld aussondert (SE-PS 3 55 950). Es ist auch bekannt, in entsprechender Weise Flüssigkeiten zu reinigen,die von Anfang an Verunreinigungen aus ferromagnetischem Partikelmaterial enthalten, wie beispielsweise entweichende Kühlmittel von Werkzeugmaschinen, wie Drehbänke und Bohrmaschinen. Im Prinzip können auch verunreinigte Gase durch Zusatz eines ferromagnetischen Partikelmaterials und Behandlung in einem Magnetfeld zur Ausscheidung der Verunreinigungen gereinigt werden. Ferner ist es bekannt, bei der Reinigung gleichzeitig chemische Flokkungsmitiel, wie Kalk, Alaun, Eisenchlorid, Po'.yelektrolyte und Wasserglas zu verwenden.

Bei den beschriebenen Reinigungsverfahren wird ein magnetisches Filter verwendet. Eine bekannte Ausführungsform (US-PS 30 94 486) eines solchen Filters besteht aus einer drehbaren zylindrischen Trommel, die in eine zur Trommel konzentrische Mulde versenkt ist, so daß sich zwischen der Mantelfläche der Trommel und der Mulde ein Spalt bildet. Mehrere Dauermagnete sind in l.ängsreihen an der Innenseite der Mantelfläche der Trommel angeordnet, und das /u reinigende Medium wird durch den genannten Spalt geleitet, während die Trommel rotiert. Das Filter hat ferner einen Abstreifer zur Entfernung des Materials, das beim Filtrieren auf der Trommel haften bleibt, so daß der Prozeß kontinuicrlich verlaufen kann. Die Magnete können entweder mit der Trommel rotieren oder ortsfest angeordnet sein, während lediglich die Trommel rotiert.

Eine andere bekannte Ausführungsform eines magnetischen Filters hat einen Spalt zwischen zwei ebenen.

bo parallelen, festen Wänden, von denen die eine mehrere eingebaute Hufeisenmagnete enthält, die nebeneinander und entfernt voneinander liegen (US·PS 30 42 211).

Es sind auch magnetische Filter bekannt (SE-PS 3 55 950). deren Wände aus ferromagnetischem Materib5 al bestehen ur.d die in radialen Ebenen längs einer drehbaren Welle angeordnet sind, wobei das Filter mit einem stationären Magneten verschen ist, der das Vermögen hat, ein mit der drehbaren Welle im wesentlichen paral-

leles Magnetfeld mit örtlichen Feldstärken zu erzeugen. Für die praktische Ausführung eines solchen Filters sind raumaufwendige und sehr teure Magnetisierungsanordnungen, wie Eisenkern und Magnetisierungsspule, erforderlich. Die Abstreifvorrichtung kann vom fingerähnlichen Typ sein.

Bei dem in der DE-PS 24 11 991 vorgeschlagenen magnetischen Filter dienen als Abstreifanordnungen die endlosen Transportbahnen selbst, mit denen das abgestreifte Material wegbefördert wird. Dieses kombinierte Abstreifen und Wegführen durch die im wesentlichen radial laufenden Transportbahnen führt in der Praxis zu Schwierigkeiten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Filter der oben beschriebenen Art zu entwickeln, das eine extrem große Filterfläche hat, ohne daß platzraubcnde und teure Magnelisierungsvorrichtungen erforderlich sind, und bei dem eine sehr effektive Abstreifung erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein magnetisches Filter nach dem Oberbegriff des Anspruches i vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Durch die Erfindung erhält man ein außerordentlich kompaktes Filter. Dies wird durch die Ausbildung des Filters als Scheibenfilter erreicht, in dessen Fiiierscheiben Dauermagnete in solcher Weise angeordnet sind, daß örtliche Feldinhomogenitäten in den Räumen zwischen den Scheiben auftreten. Die Abstreifvorrichtungen sind so ausgeführt, daß sie mit den endlosen Transportbahnen zusammenwirken, die in die Räume zwischen den Scheiben hineingehen und das von den Filicrscheiben abgestreifte Material abtransponieren.

Die Abstreifvorrichtungen bestehen vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, wie Polyamid, Polyietrafluoräthylen, Polykarbonat, Polyazeial und Polyphenylcnoxyd. Durch die Wahl dieses Materials wird erreicht, daß die Abstreifvorrichtungen nachgiebig an den Filtcrscheiben anliegen und dadurch keinem nennenswerten Verschleiß ausgesetzt sind.

Es ist besonders zweckmäßig, daß zwei in demselben Raum liegende Abstreifvorrichtunfren so angeordnet werden, daß sic eine zusammenhängende Einheil mit einer unter denselben liegenden Rinne bilden, in welcher eine Transportbahn läuft.

Dadurch, daß man die Absircifvorrichlungen so ausbildet, daß sie mit endlosen Transponbahnen zusammenwirken, die in die Räume hineingehen und sich bis in den Raum außerhalb der Filierscheiben erstrecken, erreicht man einen effektiven Abtransport der Verunreinigungen. Der kontinuierliche Abtransport von Verunreinigungen bringt es mit sich, daß das Abstreifen a!s solches effektiver wird, da man eine Ansammlung von Verunreinigungen im Filter vermeidet. Die Transportbahnen können so angeordnet sein, daß Sic um die Welle des Filters laufen und von dieser angetrieben werden. Sie können jedoch auch von einer außerhalb der Filier» scheiben liegenden Antriebsanordnung angetrieben werden, /. B. von einer motorgetriebenen Rolle. Im letzteren Fall kann das Filier von den Transportbahnen angetrieben werden, wenn diese die Welle di:s Filters umschließen. Um lediglich als Transportbahnen zu dienen, brauchen sie jedoch die Welle dos Filters nicht zu umschließen; vielmehr kann jede Transportbahn eine separate zentral liegende Rolle umschließen. Die Verwendung derselben Antriebsanordnung für die Welle des Filters und für die Transportbahnen trägt mit dazu bei, daß das Filier kompakt wird. Die Transportbahnen bestehen aus Band aus beispielsweise rostfreiem Stahl, Gummi oder Kunststoff.

Die Filierscheiben im Filter gemäß der Erfindung haben normalerweise Außenwände, zwischen denen die Dauermagnete angeordnet sind. Die Wände bestehen dabei aus einem unmagnetischen Material, z. B. rostfreiem Stahlblech, Aluminium oder Kunststoff, beispielsweise einem Epoxyplast, in dem die Dauermagnete dann zweckmäßigerweise eingegossen sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dauermagnete in Form von Einzelmagneten so angeordnet, daß sie sich zwischen den zu den Räumen gerichteten tragenden Wänden der Filterscheiben erstrecken. Es werden dann Magnete mit einer hohen koerziti ven Feldstärke verwendet, damit die Magnete kurz bleiben können und das Filter dadurch kompakt wird.

Besonders bevorzugt werden kerami.. ^!ie Magnete, wie Barium- oder Siromiurnferrii, die eine koerzitive Feldstärke von über 100 kA/m haben, jedoch ist es im Prinzip auch möglich, metallische Magnete mit einer großen koerzitiven Feldstärke zu verwenden, wie z. B. Samarium-Kob-ilt-Magnete. Außerordentlich vorteilhaft ist es, anisotrope Magnete zu verwenden, da diese eine größere koerzitive Feldstärke haben als entsprechende isotrope Magnete, beispielsweise für Barium- und Strontiumferrit eine koerzilive Feldstärke von über 200 kA/m.

jo Damit die Filierfläche möglichst groß ist, wird vorzugsweise die gesamte Fläche der Filterscheiben mit Dauermagneten belegt. Um jedoch die Abstreifung des Materials zu erleichtern, kann es zweckmäßig sein, innerhalb begrenzter, vorzugsweise sektorförmiger Be-

)5 reiche der Filicrscheiben auf Magnete zu verzichten. Angesammeltes Partikelmaterial löst sich nämlich leichter von den Filterscheiben, wenn diese in bestimmten Bereichen keine Magnete haben.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird anstelle von Einzelmagneten Dauermagnetmaterial verwendet, das aus kunststoff- oder gummigebundenem Fcrriipulver besteht. Ein solches Magnetmaterial ist billiger als keramische Dauermagnete und seine magnetischen Eigenschaften sind fast ebensogut. Beispielsweise hut ein im Handel erhältliches anisotropes Magnetmaicrial des genannten Typs eine koerzitive Feldstärke von 170 kA/m, welcher Wert höher ist als bei erhältlichen isotropen keramischen Magneten. Kunststoff- oder gummigebundenes Material ermöglicht außerdem eine bedeutende Vereinfachung der Herstellung von Filierscheiben, da dieses Material in Form von Bändern oder Scheiben hergestellt werden kann, die iran «.. B. durch Schneiden oder Stanzen, leicht auf die gewünschten Maße bringen und durch Aufleimen oder andere Art auf einem tragenden Rahmen auf beispielsweise Aluminium, Stahl oder Glasfiberlaminat befestigen kann. Wenn uie Filterscheiben nicht allzu groß sind, kann man den ganzen tragenden Rahmen der Filterscheiben mit einer einzigen, ungeteilten Magnetmaieri-

w) alschcibe belegen. Bei größeren Filterscheiben oder wenn es aus anderen Gesichtspunkten vor'eilhaft ist. kann man auf dem Rahmen der Filterscneiben kleine rechteckige, quadratische oder sektorförmige Stücke des genannten Magretmaterials befestigen.

hi Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiclc soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 schemalisch ein Filter gemäß der Erfindung,

quer zur Flußrichtung des Mediums und ohne Abstreifanordnung und Transportanordnungen für abgestreiftes Material,

Fig. 2 das Filter gemäß Fig. I in Flußrichtung des Mediums mit Transportanordnungen für abgestreiftes Material, jedoch der Deutlichkeit halber ohne Abstreifvorrichtungen,

Fig.3 den Raum zwischen zwei Filte:scheiben im Filter gemäß Fig. 1 und 2 mit Abstreifanordnung und fransportanordnung,

Fig.4 schematisch eine Filterscheibe, die aus zwei Wänden und zwischen denselben angeordneten Einzelmagneten besteht, in Flußrichtung des Mediums.

Fig.5 einen Querschnitt der Filterscheibe gemäß Fig. 4.

F i g. 6 den Bereich A der Filterscheibe gemäß F i g. 4 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 7 einen Teil der Filterscheibe, in der die Dauermagnete aus kunststoff- oder gummigebundenem Pulvermaterial bestehen.

Das magnetische Filter gemäß F i g. 1 und 2 besteht aus mehreren Scheiben 1, von denen jede aus zwei parallelen Wänden Xa und 16 besteht, zwischen denen Dauermagnete angeordnet sind, wie später anhand der F i g. 4 und 6 näher beschrieben wird. Die Scheiben bzw. die Wände sind parallel zueinander längs der Welle 2 des Filters angeordnet und radial gerichtet. Die Welle des Filters besteht im dargestellten Fall aus einem mittleren, durchmesserstärkeren, trommelartigen Teil 2a, Flanschen 26 und 2c sowie Wellenenden Id und 2e, die in den Lagerböcken 3a und 36 gelagert sind. Die Welle wird durch einen Motor 4 über ein Getriebe 5 angetrieben. Die aus den auf der Welle 2 montierten Filterscheiben bestehende Einheit ist in einer Rinne 6 angeordnet, durch die das zu filternde Medium strömt Der Einlauf der Rinne ist mit 7 bezeichnet und ihr Auslauf mit 8. Beim Passieren des Filters wird das Medium durch die Räume 9 zwischen den Scheiben 1 geleitet. Dabei setzen sich ferromagnetische Partikel mit an ihnen haftenden Substanzen, die abgeschieden werden sollen, an den Wänden des Filters fest und folgen der Rotation dieser Wände, die vorzugsweise gegen die Fiußrichtung des Mediums erfolgt. Wie in F i g. 3 gezeigt, ist das Filter mit Abstreifvorrichtungen 10a und 106 versehen, die über den endlosen Transportbahnen 11 angebracht sind. Abstreif- und Transportvorrichtungen befinden sich in jedem Raum 9 zwischen zwei benachbarten Scheiben wie auch in den seitlichen Spalträumen 23a und 236, welche nur auf einer Seite von einer Scheibe begrenzt sind. Die Abstreifvorrichtingen sind ortsfest angeordnet Jede Abstreifvorrichtung, beispielsweise 10a oder iO6. kann eine selbständige Einheit bilden. Die Abstreifvorrichtungen können jedoch auch, wie im AusfOhrungsbeispiel nach F i g. 3 gezeigt, eine zusammenhängende Einheit bilden mit einer unter ihnen liegenden Rinne IZ in welcher ein Transportband 11 läuft Die Abstreifanordnungen bestehen in dem gezeigten AusfOhrungsbeispiel aus Polyamid, und die zusammenhängende, aus Abstreifem 10a und 106 sowie der Kanne 12 bestehende Einheit ist in einem Stück stranggepreßt Die Rinne ruht auf einer festen Stütze 13 und ist auf dieser verankert Die Transportbahn 11 ruht auf dem Boden der Rinne. Die Stütze 13 kann mittels nicht gezeigter Streben an der Rinne 6 befestigt sein, jede Transportbahn besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Band 15 aus rostfreiem Stahl oder Gummi, welches — wie F i g. 2 zeigt — den mittleren Teil 2a der Welle des Filters umschließt und von dieser angetrieben wird

Außerhalb der Scheiben läuft das Band 15 um eine Rolle 16. Jeder Abstreifer wie auch jede Stütze 13 erstreckt sich wenigstens längs des ganzen Teils des zugehörigen Bandes 15. das sich innerhalb der Peripherie der davorlicgenden Filterscheiben 1 befindet. Wenn die Scheiben rotieren, wird das anhaftende Material beim Passieren der Abstreifer 10<i und 106 abgestreift. Das abgestreifte Material 17 fällt auf das Transportband und wird von diesem zu einem Sammelbehälter 18 transpor tiert. Eventuell kann ein einfacher Abstreifer an der Rol le 16 angeordnet sein, um zu verhindern, daß abgestreiftes Material zum Filter zurückgeführt wird.

Wie aus Fig.4—6 hervorgeht, besteht jede Filterscheibe 1 aus zwei Wänden 1.7 und 16 aus z. B. rostfrei· em Stuhl von 0,5 mm Dicke, die an der Peripherie abgewinkelt und dichtend miteinander verbunden sind. Zwischen diesen Wänden liegen dicht gepackt Dauermagnete aus Bariiimferrit, wie in F i g. 5 und 6 gezeigt ist. Die Dauermagnete sind auch an den Wänden, beispiels weise mit Epoxyharzleim, befestigt. Die Magnete kön nen in Richtung ihrer magnetischen Orientierung beispielsweise eine Länge von 5—10 mm haben. Ihre Fläche senkrecht zur Magnetisierungsrichtung kann etwa 1—5 cm² betragen. Zwei benachbarte Magnete in der selben Scheibe haben im gezeigten Beispiel entgegen gesetzte Polarität. Auf diese Weise wird eine maximale magnetische Feldstärke erreicht. Um die Feldstärke zu erhöhen, müssen zwei benachbarte Filterscheiben auf der Filterwclle spiegelbildliche Polkonfigurationen ha bcn.

Aus Fig.4 gehl ncrvor. daß die Filterscheiben vorzugsweise sektorförmigc Bereiche 19 haben können, in denen keine Magnete angebracht sind, um das Abstreifen zu erleichtern.

Bei der Ausführungsform einer Filterscheibe, wie sie in F i g. 7 gezeigt wird und die für das in F i g. 1 —4 gezeigte Filter verwendbar ist, hat die Filterscheibe einen tragenden Rahmen 20, der aus einer Scheibe aus z. B. Aluminium, Stahl oder glasfaserarmiertem Kunststoff bestehen kann. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, magnetischen Stahl für diesen Zweck zu verwenden, (z. B. wo dies mit Rücksicht auf die Korrosionsgefahr möglich ist), da man dadurch eine Verstärkung des Magnetfeldes erzielt. Die tragende Scheibe 20 ist auf ihren beiden Seiten mit einem Belag 21 aus kunststoff- oder gummigebundenem Pulvermagnetmaterial versehen. Material dieser Art. bestehend aus feinkörnigem Pulver aus beispielsweise Barium- oder Strontiumferrit mit z. B. Nitrilgummi als Bindemittel, ist in Form von Scheiben und Bändern erhältlich. Ein solches M: jnetmaterial hat eine große Flexibilität und kann leicht auf die gewünschte Form zugeschnitten werden, sofern nicht die gewünschte Form der Magnetmaterialscheiben bereits bei der Herstellung dem speziellen Verwen- dungszweck angepaßt wird. Der Magnetmaterialbelag 21 wird auf dem Rahmen 20 durch Aufleimen befestigt Man kann dabei entweder Scheiben aus Magnetmaterial verwenden, die groß genug sind, um die ganze tragende Scheibe 20 zu bedecken, oder man kann Magnetma- terial in Form kleinerer rechteckiger, quadratischer oder sektorförmiger Stücke verwenden. Dabei kann man den Belag 21 mit einem oder mehreren unmagnetischen Sektoren (in F i g. 4 mit 19 bezeichnet) aus einem billigeren Material ausführen, was das Abstreifen des Partikelmatcrials, das an den Rächen der Fiiterscheiben haften bleibt, erleichtert Die Magnetscheiben 21 sind mit einer Lauffläche 22 aus z. B. Gummi oder rostfreiem Blech versehen.

Die Magnetisierung der Scheiben 21 wird /wcckmil· ßigerweisc vorgenommen, nachdem die Filterscheiben hergestellt sind, und zwar mit derselben Konfiguration, wie sie in F i g. 5 und 6 für das Filier mit Einzclmagnctcn gezeigt ist. ^r,

Die Filterscheiben mit kunststoff- oder gummigebundenem Pulvermagnctmatcrial können auch auf andere Art all ::1 Fig. 7 gezeigt ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Magnetmatcrial zwischen zwei tragenden Wandscheiben angeordnet werden, die zugleich als Laufflächen dienen.

In den gezeigten Ausführungsbeispiclen nehmen die Magnete an der Rotation der Scheiben teil. Es ist jedoch auch denkbar, die Magnete ortsfest anzuordnen und nur die Wände rotieren zu lassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

20

JO

J5 40 45

55

bO

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetisches Filter mit einer Anzahl im wesentlichen paralleler Filterscheiben, die in Radialebenen längs einer rotierbaren Welle befestigt sind, mit zwischen den Filterscheiben liegenden Räumen zum Passieren des zu filternden Mediums, welches beim Eintritt in das Filter ferromagnetische Partikel enthält, mit Mitteln zur Erzeugung örtlicher magne- ι ο tischer Feldinhomogenitäten in den Räumen zwischen den Filterscheiben, mit einer Abstreifvorrichtung für abgeschiedenes Partikelmaterial, welches beim Passieren der Räume an den Filterscheiben haften bleibt, und mit endlosen Transportbahnen für is abgestreiftes Partikelmaterial, die in den Zwischenräumen um die Welle herum laufen und sich in den Raum außerhalb der Filterscheiben erstrecken, d a durch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugungd^r örtlichen magnetischen Feldinhomogenitäten in den Filterscheiben (1) enthaltene Dauermagnete (N, S, 21) sind, und daß die abstreifenden Teile (10a, iOb) der Abstreifvorrichtungen (10a, 106, 12, 13) ortsfest oberhalb der Transportbahnen (11) angeordnet sind.

2. Magnetisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifvorrichtungen (10a, tOb) aus einem Kunststoffiraterial, beispielsweise Polyamid oder Polytetrafluorethylen, bestehen.

3. Magnetisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in demselben Raum liegende Abstreifvorrichtungen (Oa, IOb) eine zusammenhängende Einheit m^:t einer unter ihnen liegenden Rinne (12) bilden, in der die Transportbahn (11) läuft.

4. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (N, S, 21) sich in Richtung ihrer magnetischen Orientierung von der einen tragenden Wand der Filterscheibe zu der anderen tragenden Wand der Filterscheibe erstrecken.

5. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (N, S, 21) sich im wesentlichen über die gesamte Scheibenfläche erstrecken, mit Ausnahme begrenzter, vorzugsweise sektorförmiger Bereiche.

6. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (N, S, 21) eine koerzitive Feldstärke von über 100 kA/m haben.

7. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (N, S, 21) aus keramischen Magneten, vorzugsweise Barium- oder Strontiumferrit, bestehen.

8. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dauermagnetmaterial ein kunststoff- oder gummigebundenes Pulvermagnetmaterial ist.

9. Magnetisches Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmaterial in Form von Scheiben hergestellt ist.

10. Magnetisches Filter nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmaterial ein feinkörniges, an elastisches Material, beispielsweise Nitrilgumtni, gebundenes Ferritpulver ist.

11. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 8—10, dadurch gekennzeichnet, daß das Maenetmatcrial eine koerzitive Feldstärke von minde

stens 50 kA/m hat

12. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüchee—11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben (21) aus einer zentralen tragenden Scheibe (20) bestehen, die auf beiden Seiten mit Magnetmaterial (21) belegt ist

13. Magnetisches Fiker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben /1) mit äußeren Laufflächen (22), beispielsweise aus Gummi oder rostfreiem Blech, verschen sind.

14. Magnetisches Filter nach einem der Ansprüche 8—11. dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheiben (1) zwei tragende Wände haben, zwischen denen das Magnetmaterial angeordnet ist