DE3049991C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Be­ handlung einer strömenden Flüssigkeit, mit einem Gehäuse, welches zumindest teilweise aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und in welchem zumindest ein Dauermagnet derart mit zumindest einem Polschuh angeordnet ist, daß der Polschuh ei­ nen von der Flüssigkeit durchströmten Spalt begrenzt. - Eine solche Vorrichtung dient insbesondere zur Behandlung von Wäs­ sern, welche kalkhaltige Ablagerungen verursachen können.

Es sind derartige Behandlungsvorrichtungen bekannt, bei wel­ chen zylinderförmige Dauermagnete in stangenartiger oder kreisringförmiger Bauweise Verwendung finden. Diese Bauweise ist insofern nicht frei von Nachteilen, als der Strömungs­ querschnitt und die Länge des von der zu behandelnden Flüs­ sigkeit durchströmten Spaltes relativ klein bzw. kurz sind. Aus diesem Grunde müssen die Dauermagnete bei den bekannten Behandlungsvorrichtungen verhältnismäßig groß und stark sein. Große Dauermagnete sind bauaufwendig. Starke Dauermagnete müssen aus magnetischen Gußlegierungen hergestellt werden, welche einen hohen Kobaltgehalt aufweisen (vgl. DE 12 18 963 und DE 24 32 909).

Außerdem kennt man einen Magnetabscheider, bei welchem in ei­ nem Gehäuse eine Trommel drehbar gelagert ist, welche auf der Trommelachse wechselweise angeordnete Magnetringe und ferro­ magnetische Scheiben aufweist. Zwischen dem äußeren Trommel­ umfang und dem Gehäuseboden ist ein Spalt für die durchströ­ mende Flüssigkeit gebildet. Dabei weist das Gehäuse in vorge­ gebenen Abständen quer zur Strömungsrichtung vorkragende La­ mellen auf. Nach einer Ausführungsform tauchen die ferromag­ netischen Scheiben in die Zwischenräume zwischen diese Lamel­ len ein, so daß gleichsam ein labyrinthartiger Durchflußspalt entsteht. Eine derartige Ausführungsform ist verhältnismäßig aufwendig (vgl. US 26 78 729).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich bei kom­ pakter Bauweise durch einen großen Strömungsquerschnitt aus­ zeichnet und die Verwendung von Dauermagneten verhältnismäßig kleiner Abmessungen aus lediglich ferritischem Werkstoff er­ möglicht.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch, daß der Polschuh zumindest einen Ansatz aufweist, welcher sich längs der Oberfläche des Dauermagneten in einem vorgegebenen Winkel zur Strömungsrichtung der in dem Spalt zu behandelnden Flüssigkeit erstreckt. - Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird ein verhältnismäßig großer Strö­ mungsquerschnitt im Spaltbereich verwirklicht, und zwar selbst bei einem schmalen Spalt. Dadurch wird die den Spalt durch­ strömende und dem Magnetfeld ausgesetzte Flüssigkeit einem Einfluß unterworfen, der um so größer ist, je dünner der Flüssigkeitsfilm ist. Folglich wird eine hervorragende Mag­ netabscheidung selbst dann erreicht, wenn ein verhältnismäßig schwacher Dauermagnet mit kleingehaltenen Abmessungen einge­ setzt wird. Bei Verwendung von ferritischen oder anderen Dauermagneten, welche unter Einhaltung einer hohen Remanenz in Form von Scheiben oder Zylindern relativ geringer Höhe hergestellt werden können, kann der Spalt zwischen dem Pol­ schuh und dem Gehäuse längs einer Linie ausgebildet werden, welche schräg, winkelförmig oder gemäß einer Schraubenlinie von dem einen Ende einer Polfläche zu ihrem anderen Ende ver­ läuft, so daß der Spalt eine vergleichsweise große Länge pa­ rallel zur Polfläche in Strömungsrichtung der Flüssigkeit be­ sitzt. Beispielsweise kann der Ansatz sich geradlinig längs der Polfläche des Dauermagneten erstrecken. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß sich der Ansatz längs einer V-för­ migen Linie längs der Polfläche des Dauermagneten erstreckt. Die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise dadurch erhöht, daß zwei oder mehr Dauermagnete parallel in der Strömungsbahn der zu behandelnden Flüssigkeit angeordnet sind, vorzugsweise auf jedem von zwei einander ge­ gegenüberliegenden Dauermagneten ein Polschuh vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist eine Anzahl von parallel im Flüssig­ keitsstrom montierten Dauermagnetgruppen verwirklicht. Im übrigen kann zur Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes eine einstellbare Platte aus nicht ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen sein, um den Strömungsquerschnitt des Spaltes zwischen dem Polschuh und dem Gehäuse auf eine ge­ wünschte Durchflußmenge einzustellen bzw. das Magnetfeld zu unterbrechen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur magnetischen Behandlung in Sei­ tenansicht,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1, wobei die Vorrichtung mit einem Dauermagneten und zwei parallel zum Flüssigkeitsstrom angeordneten Spal­ ten versehen ist;

Fig. 3 einen Schnitt durch die mit zwei Magneten parallel im Flüssigkeitsstrom versehene Vorrichtung;

Fig. 4 die Oberfläche eines Polschuhes in Blickrichtung zum Nordpol N in Fig. 3; Fig. 4a und 4b Schnitte durch Fig. 4 längs der Linie a-a bzw. b-b;

Fig. 5 einen Polschuh mit einem V-förmigen Ansatz; Fig. 5a, 5b und 5c Schnitte durch Fig. 5 längs der Linien a-a bzw. b-b bzw. c-c;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit acht Magnet­ gruppen, welche parallel angeordnet sind;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit teilweise fortgelassener Gehäusewandung zur Darstellung der Anordnung eines Unterbrechergliedes; und

Fig. 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 7 längs der Linie a-a.

In den Figuren ist das Gehäuse 1 der Vorrichtung, welches zu­ mindest teilweise aus ferromagnetischem Material besteht, in Form eines Kreiszylinders dargestellt, dessen Längsachse in Strömungsrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit verläuft. In dem Gehäuse 1 ist ein Dauermagnet 2 aus ferritischem oder keramischem Material montiert, welcher sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt und an der Innenwandung des Gehäuses durch nichtferromagnetische Blöcke 3 abgestützt ist. An den Polflächen N und S ist der Magnet 2 mit Polschuhen 4 versehen, welche mit einem Ansatz 6 geformt sind, welcher gemäß Fig. 2 nach außen zur Innenwandung des Gehäuses 1 verläuft und dadurch gegenüber dem Gehäuse 1 einen relativ schmalen Spalt 7 abgrenzt. Infolgedessen wird der Magnetfluß des Magneten 2 durch den Pol­ schuh 4 und die beiden Spalte 7 sowie das Gehäuse 1 geschlossen. Gemäß Fig. 3, 4 und 5 verlaufen die Polschuhansätze 6 gegen­ einander, um zusammen einen relativ schmalen Spalt 7 abzugrenzen. Hier wird der Magnetfluß durch die Polschuhe 4, den Spalt 7, die Polstücke 5 sowie das Gehäuse 1 geschlossen.

Erfindungsgemäß ist der Ansatz 6 derart geformt, daß seine Längs­ richtung sich längs der Polflächen N und S in einem Winkel zur Längsrichtung des Gehäuses 1 erstreckt, so daß die Spalte 7 in ihrer Projektion auf die Flächen N und S gradlinig wie in Fig. 4 dargestellt, oder im Winkel, wie in Fig. 5 dargestellt verlaufen. In Richtung auf ein zylindrisches Gehäuse 1 erstrecken sich die Spalte 7 längs einer Schraubenlinie. Wichtig ist, daß der Spalt 7 in Längsrichtung des Gehäuses 1 so lang ist, daß eine große Gesamt-Querschnittsfläche des Spaltes erhalten wird, und zwar selbst bei einem schmalen Spalt, durch welchen die Flüssigkeit strömen kann, während sie dem Magnetfeld ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise dünne Schicht strömender Flüssigkeit einem Einfluß unterworfen, welcher umso stärker ist, je dünner die Schicht ist, so daß die Vorrichtung mit einem Mag­ neten mäßiger Stärke ausgestattet werden kann und die Abmessun­ gen der Vorrichtung klein gehalten werden können.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Vorrichtung zwei parallel im Flüssigkeitsstrom angeordnete Mag­ nete 2. Jeder dieser beiden Magnete ist mit einem Polschuh 4 versehen, in gleicher Weise wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert ist, während ein zweites Polstück 5 mit segmentför­ migem Querschnitt ausgebildet ist, um den Spalt zwischen dem Magnet und dem Gehäuse auszufüllen. Bei dieser Vorrichtung ent­ steht der Spalt 7 zwischen den beiden Ansätzen 6 und verläuft schräg, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, welche der in Fig. 3 dargestell­ ten Vorrichtung ähnelt, wobei dargestellt ist, wie der Spalt 7 sich zwischen zwei Ecken der beiden Polflächen N und S, die einander gegenüberliegen, erstreckt.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, welche der in Fig. 4 dargestell­ ten ähnelt, wobei die Ansätze 6 jedoch derart geformt sind, daß der Spalt 7 in V-form längs der Polflächen N und S verläuft, welche einander gegenüberliegen. Infolgedessen ist jeder der Polschuhe 4 mit zwei Ansätzen 6 versehen, welche von den zuge­ ordneten Ecken am einen Ende der Polfläche so verlaufen, daß sie sich in der Mitte der Breite des Polschuhes am anderen Ende der Fläche treffen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung, welche eine achtfache Verdopplung einer Vorrichtung der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Art darstellt und acht Gruppen von zu­ sammenwirkenden Magneten besitzt, wobei dementsprechend acht Spalte 7 entsprechend Fig. 4 oder 5 vorhanden sind.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Außenansicht bzw. einen Schnitt durch eine vollständige Vorrichtung mit Anordnungen zur Einstellung oder Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes oder der Spalte 7, wie sie in den Fig. 3 und 6 dargestellt sind. Dabei besitzt die Vorrichtung ein Gehäuse 1 mit einem Steuerteil 11 und einem Verbindungsteil 12, wobei letzteres die Möglichkeit ergibt, die Vorrichtung in eine Flüssigkeitsleitung einzusetzen. Die Strömungsrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. In Fig. 7 ist der aktive Teil der Einstelleinrichtung zusammen mit dem anliegenden Teil des Magnetsystems in einem Bereich dargestellt, in welchem ein Teil der Wandungen des Teiles 11 bzw. des Gehäuses 1 fortgelassen wurde.

Wie Fig. 8 besonders deutlich zeigt, besteht die Einstelleinrich­ tung aus einer Platte 13 aus ferromagnetischem Werkstoff mit einer der Weite des Magnetspaltes 7 entsprechender Dicke. Die Platte 13 kann im Spalt 7 in und entgegen der Strömungsrichtung der Flüs­ sigkeit durch den Spalt bewegt werden. Eine derartige Bewegung wird durch Zahnräder 14 bewirkt, die in Zahnstangen 15 an einer Seite der Platte 13 eingreifen und auf einer Welle 16 sitzen, welche mittels eines in der Seitenwandung des Teiles 11 montier­ ten Handrades 17 in jeder Richtung verdrehbar ist. An der Gegen­ seite der Platte 13 sind Losrollen 18 montiert, um die Platte gegenüber dem Druck der Zahnräder 14 abzustützen. Durch Einstel­ lung der Position der Platte 13 in Längsrichtung des Dauer­ magneten 2 kann der Strömungsquerschnitt des Spaltes 7 jederzeit auf den erwünschten Durchfluß der Flüssigkeit eingestellt werden.

Alle in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen sind dazu bestimmt, in eine die zu behandelnde Flüssigkeit füh­ rende Leitung eingesetzt zu werden, wobei eine derartige Flüssig­ keit in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung, d.h. recht­ winklig zu den in den Zeichnungen dargestellten Schnitten, ge­ leitet wird. Beim Durchfluß durch den Spalt 7 wird die Flüssig­ keit einem Magnetfeld ausgesetzt, dessen Flußlinien rechtwinklig zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit verlaufen. Hierdurch werden die Bestandteile der Flüssigkeit, welche Ablagerungen oder Korro­ sion in hinter der Behandlungsvorrichtung liegenden Leitungen oder Anschlußgeräten verursachen können, beeinflußt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit, mit einem Gehäuse, welches zumindest teilweise aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und in welchem zumin­ dest ein Dauermagnet derart mit zumindest einem Polschuh an­ geordnet ist, daß der Polschuh einen von der Flüssigkeit durchströmten Spalt begrenzt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Polschuh (4) zumindest einen Ansatz (6) aufweist, welcher sich längs der Oberfläche des Dauermagneten (2) in einem vorgegebenen Winkel zur Strö­ mungsrichtung der in dem Spalt (7) zu behandelnden Flüssig­ keit erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) sich geradlinig längs der Polfläche des Dauermagneten (2) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) sich längs einer V-förmigen Linie längs der Polfläche des Dauermagneten (2) erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf jedem von zwei einander gegenüberliegenden Dauermagneten (2) ein Polschuh (6) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von parallel im Flüssigkeitsstrom montierten Dauermagnet­ gruppen vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes (7) eine einstellbare Platte (13) aus ferromagne­ tischem Werkstoff vorgesehen ist.