DE3600607A1

DE3600607A1 - Magnetischer filter

Info

Publication number: DE3600607A1
Application number: DE19863600607
Authority: DE
Inventors: Michishige Tokio/Tokyo Nakamura
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1985-05-25
Filing date: 1986-01-11
Publication date: 1986-11-27
Also published as: FR2582232A1; US4722788A; FR2582232B1; DE3600607C2

Description

PATENTANWÄLTE
Dr. rer. net. DIETER LOUIS
Dlpl.-Phys. CLAUS PÖHLAU
DJpl.-lng. FRANZ LOHRENTZ
Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1

8500 NÜRNBERG 20

I sh i kavvaj ima-Har ima Jukogyo

Kabushiki Ka is ha

No. 2-1, 2-chome, Ote-machi

Chiyoda-ku 25589-40/mU

Tokyo-to, Japan 10. Januar 1986

Magnetischer Filter

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Filter zur Entfernung von Korrosionsstoffen aus einer Flüssigkeit mit Hilfe von durch Magnetisierung von Filterelementen mittels Magneten gebildeten Filterschichten.

Eisen- und Stahlaufbauten, wie z.B. verschiedene Behälter und Leitungen in Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken unterliegen einer allmählichen Korrosion infolge des Kontaktes mit einer Flüssigkeit, wie κ.B. V/asser. Dabei entstehen Korrosionsprodukte, wie z.B. Eisenoxydteilchen (Fe O , Fe O usw.). Die

² 3 3 4 Folge ist, daß die Durchf lußv/ei te einer Leitung allmählich

abnimmt oder die Leitung gar verstopft. ι

Magnetische Filter - bspv/. von der in den Fig. 1 und 2 gezeig ten Art - sind zur Entfernung derartiger Korrosionsstoffe ver wendet worden.

COPY
BAD ORIGINAL

--3B00607

Fig. ι zeigt einen magnetischen Filter zur Entfernung von Korrosionsstoffen, der von dem gleichen Erfinder vorgeschlagen wurde (japanisches Gebrauchsmuster 53210/1983). In diesem magnetischen Filter erstrecken sich Innenrohre g teilweise und in flüssigkeitsdichter Weise durch ein Behältnis a mit einem Einlaß b und einem Auslaß c. Die Innenrohre g sind an ihren oberen Enden geschlossen, v/ie dies mit h bezeichnet ist. Filterelemente d aus ferromagnetisehen Materialien sind im Innenraum im Behältnis a mi t Ausnahme der Innenrohre g,und Permanentmagnete e sind vertikal bev/eglich in den jeweiligen Innenrohren g eingesetzt. Die Innenrohrc g sind aus nicht-magnetischem Material, während die Deckel h, die die oberen Enden der Innenrohre g verschließen, aus ferromagnetischem Materia1 bestehen. Eine Führung i, die ein unterer Abschnitt eines jeden Innenrohres g ist, ist aus ferromagnetischem Materia 1 hergestellt · und einstückig mit dem Innenrohr g ausgebildet. Die Filterelemente d befinden sich in. dem Raum, der die Rohre g zv/i sehen zwei vertikal voneinander beabstandeten jochartigen Leitplatten j umgibt. Dabei v/erden die Bewegungen der Filterelemente derart eingeschränkt, daß sie nicht durch die Durchgangsöffnungen in den Leit- oder Schirmplatten j dringen können. Bei Erregung einer Antriebseinrichtung f werden die Permanentmagnete e in den Rohren g oberhalb der Führungen i verschoben, so daß die Filterelemente d magnetisiert v/erden. Unter diesen Umständen wird eine zu behandelnde Flüssigkeit aus einem Kernkraftwerk durch den Einlaß b in das Behältnis a geleitet, so daß die Korrosionsstoffe von den Filterelementen d angezogen v/erden.

Um die von den Fi 1 terelernenten d angezogenen Korrosionsstoffe zu entfernen, wird die Antriebseinrichtung f derart betätigt, daß die Permanentmagnete e in die Führungen i abgesenkt wer-

COPY
ORIGINAL !MSPECTED

den. Nachdem die Filterelemente d auf diese Weise entmagnetisiert worden sind, wird Re i η i gtingsvvasser durch den Auslaß c in das Behältnis a geleitet, so daß die Korrosionsstoffe aus den Filterelementen entfernt werden. Die entfernten Korrosionsstoffe werden zusammen mit dem Reinigungswasser durch den Einlaß b aus dem Behältnis a geleitet.

Bei einem Magnetfi1ter der oben beschriebenen Art muß die Schicht aus Filterelementen be im Magnetisieren dicht bzw. fest und beim Auswaschen der Korrosionsstoffe locker werden. Da die Filterelemente d nur zwischen den Leitplatten j angeordnet sind, ergibt sich das Problem, daß die Filtrier- oder Reinigungswirkung gering ist. DarUberhinaus ergibt sich das Problem, daß der direkte Kontakt zwischen dem Permanentmagnet e und der ferromagnetischen Führung i eine Kontakt-Entmagnetisierung ergibt, so daß die Magnetkraft .,al Imä'hl ich abnimmt.

In Fig. 2 ist ein anderer magnetischer Filter zur Entfernung von Korrosionsstoffen dargestellt, der ebenfalls von dem gleichen Erfinder vorgeschlagen wurde (japanische Patentanmeldung 06293/1983). Dieser magnetische Filter v/eist ein Behältnis Ic auf, durch das eine Korrosionsstoffe enthaltende Flüssigkeit fließt; Magneteinführungsrohre n, die sich in f 1 üssigkeitsdichter V/eise von der Oberseite des Behältnisses k nach unten erstrecken; vertikal bewegliche Permanentmagnete m in den Rohren n; eine Antriebseinrichtung ο zur vertikalen Verschiebung der Permanentmagnete m; einen Filterkörper ρ beladen mit Filterelementen 1, mit denen im Falle der Magnetisierung die in der Flüssigkeit enthaltenden Korrosionsstoffe auf magnetische V/eise gefangen werden; und ein Reinigungsbehältnis q zum Reinigen der aus den Filterkörper ρ entfernten Filterelemente 1. Das Rohr η v/eist eine druckfeste Führung r und einen druckfesten unteren Abschnitt s auf, die beide aus ferromagnetischem rost-

COPY

mom

freiem Stahl bestehen. V/enn der Permanentmagnet m in seine unterste Position eingeführt ist, wird die Magnetisierung der Filterelemente 1 mit Hilfe des oberen und des unteren Magnetpoles bewirkt.

Die Filterelemente 1 werden in das Behältnis k eingegeben und die Antriebseinrichtung ο wird betätigt, so daß der Permanentmagnet m in den druckfesten Abschnitt des Rohres η fährt, wodurch die Filterelemente 1 magnetisiert werden. Unter diesen Umständen wird eine zu behandelnde Flüssigkeit, wie z.B. Wasser von einer Kernkraftanlage, dem Behältnis k zugegeben, so daß die Korrosionsstoffe von den Filterelementen 1 des Filterlcörpers ρ angezogen und gefangen werden.

Um die von den Filterelementen 1 angezogenen und gefangenen Korrosionsstoffe zu entfernen, werden die Flüssigkeit sov/ie die Filterelemente 1 aus dem Behältnis k in das Reinigungsbehältnis q überführt. Die Korrosionsstoffe werden entfernt, wenn die Filterelemente 1 gereinigt werden,und die von den Korrosionsstoffen freien Filterelemente 1 werden einem Trichter u mit Hilfe eines Förderers t zugeführt und wieder in den Kessel k gegeben.

Bei einem magnetisehen Filter der oben beschriebenen Art müssen die Filterelemente 1 nicht nur um die Permanentmagnete m herum sondern auch im Filterkörper ρ angeordnet werden, der ein beträchtliches Volumen des Behältnisses k beansprucht. Folglich ist eine große Menge an Filterelementen 1 nötig und es ergibt sich damit das Problem, daß der Druckverlust im Filtrierzyklus zunimmt aufgrund der gepackten Filterelemente 1. Da ferner die druckfeste Führung r aus ferromagnetischem Material ist, ergibt sich eine Kontakt-Entmagnetisierung aufgrund =des direkten Kontaktes des Permanentmagneten m mi t dem

COPY
ORIGINAL INSPECTED

ferromagnetisehen Bauteil. Damit aber nimmt die Magnetkraft a 1 lmä'h lieh ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere sollen:

(1) die Leistung beim Einziehen und Fangen der Korrosionsstoffe durch Erhöhung der Dichte der Filterschicht, wenn die Filterelemente magnetisiert sind, vergrößert v/erden;

(2) die Leistung beim Reinigen der Filterelemente durch Verteilung und Fluidisierung der Filterelemente einhergehend mit einer Abnahme der Dichte der Filterschicht beim Entmagnetisieren der Filterelemente vergrößert werden;

(3) eine stromlinienförmige Wirkung sichergestellt v/erden, wenn eine zu behandelnde Flüssigkeit zugeführt wird, und verhindert werden, daß Filterelemente beim Reinigen verstreut werden;

(4) der Druckver1ust durch Verringerung der Menge an Filterelementen mi nima 1isiert werden;

(5) eine zwangsläufig erfolgende Entmagnetisierung der Filterelemente bei ihrer Abgabe sichergestellt werden; und

(6) die Lebensdauer der Permanentmagnete durch Vermeidung der Kontakt-Entmagnetisierung bei der vertikalen Bewegung des Permanentmagneten vergrößert werden.

Mit den Lehren der Ansprüche werden diese Aufgaben gelöst.

Wertere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausf ührungsbei spi eie, In der Zeichnung stellen dar:

COPY

Fig. ι einen Ver t i lea 1 sehn i 11 durch einen bekannten magnetischen Filter;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt von einem anderen bekannten

magnetischen Filter;
Fig. 3 einen Vertika1 sehnitt einer ersten AusfUhrungsform

eines magnetischen Filters gemäß der Erfindung; Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3,

wobei einige Teile nicht gezeigt sind; Fig. 5 eine Ansicht im vergrößerten. Maßstab eines mit dem

Oval V in Fig. 3 angezeigten Abschnittes; Fig. 6 eine Teilansicht im vergrößerten Maßstab eines mit

dem Kreis VI in Fig. 4 angezeigten Abschnittes; Fig. 7 einen Tei1 sehnitt·en11ang der Linie VII-VII der Fig.

6;
Fig. 8 einen Vertika1 sehni11 einer zweiten Ausführungsform

eines magnetischen Filters gemäß der Erfindung; Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht eines mit dem Oval IX in Fig. 8 angezeigten Abschnittes;

Fig.10 einen Teilschnitt entlang der Linie X-X der Fig. 9; Fig.11 eine vergrößerte Ansicht eines mit dem Kreis XI in Fig. 10 angezeigten Abschnittes und

Fig.i2(A)Ansichten zur Erklärung der Betriebsweise des in der I2(B) u. Fig. 8 gezeigten magnetischen Filters, wobei Fig. I2(C) I2(A) die Filterelemente am Anfang nach ihrer Zugabe, Fig. I2(B) eine magnetisierte Fi1terschicht und Fig.

i2(C) die Entladung der Filterelemente zeigt.

Erste Ausführungsform, Fig. 3 bis 7:

Es wird zunächst Bezug auf Fig. 3 genonmen. Ein Behältnis 1

wird durch einen Schirmkörper 2 in eine obere Kairmer 3 und

eine untere Kar.-mer 4 unterteilt und weist einen Fl Ussigkeits-

einlaß 5 auf, durch den eine zu behandelnde Flüssigkeit in

COPY
ORIGINAL INSPECTED

^:.S600607

■/ff-

das Behältnis ι geleitet wird, sowie einen FlUssigkeitsaus1 aß 6, durch den die behandelte Flüssigkeit aus dem Behältnis ι ausgelassen wird. Bei Magnetisierung eine Filterschicht 7 bildende Filterelemente 8 liegen auf dem Schirmkörper 2 derart, daß sie sich in freier V/eise nach oben bewegen können. Hauben 9 aus ηicht-magnetischem Material erstrecken sich nach oben durch den Schirmkörper 2. Jeder Haube 0 ist ein Permanentmagnet io\zugeordnet, der in vertikaler Richtung in die und aus der Haube geschoben werden kann. Wenn der Permanentmagnpt 10 in die Haube ο eingeführt ist, sind die Filterelemente 8 magnetisiert; wenn der Permanentmagnet 10 aus der Haube 9 herausgeschoben ist, sind die Filterelemente 8 entmagnetisiert.

Der Schirmkörper 2 erstreckt sich horizontal im Behältnis 1 und weist ein Gitter π auf, durch das die Permanentmagnete ^. 10 vertikal beweglich sind, ferner eine Trennplatte 12, die über dem Gitter liegt und die Hauben 9 voneinander trennt, und eine über der Trennplatte 12 angeordnete Schirmplatte 14, um vier in der Trennplatte 12 ausgebildete Öffnungen abzudekken. Die Schirmplatte 14 weist Schlitze oder Maschen auf, durch die die Filterelemente 8 nicht hindurchtreten können (deren Partikelgröße bspw. 0,5 bis 2 mm beträgt). Wie am besten aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich, ist jede Schirmplatte in der Mitte von vier Hauben 9 angeordnet.

Trennwände 16 sind oberhalb der Filterschicht 7 angeordnet und teilen den durch eine ringförmige Seitenwand 15 bestimmten Raum in eine Vielzahl von Abschnitten. Die Trennwände 16' teilen den Raum oberhalb der Hauben 9 in miteinander verbun- ' dene Quadrate und bilden vertikale Einfüllkanäle 17, die den Schirreplatten 14 in vertikaler Richtung gegenüberliegen.

*in flüssigkeitsdichter V/eise

COPY

.;.■=.. -:. "^:-.^::.S800607 -X-

Unterhalb der Haube ο befindet sich ein Führungsrohr 18 aus nicht-magnetischem Material , das den Permanentmagneten 10 umgibt sov/ie ein Gehäuseteil 19 aus f er romagnet i schem Mater ial , das das Führungsrohr 18 umgibt, zur Schaffung von magnetisehen Bahnen. Wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, erstrecken sich die Führungsrohre ϊ8 nach unten durch den Boden des Behältnisses i, um die Permanentmagnete 10 vom Inneren des Behältnisses ι in f lUss igkei tsdichter V/eise zu trennen und eine Vertikalbewegung der Permanentmagnete 10 zu erlauben. Insbesondere erstreckt sich eine mit dem Permanentmagneten 10 einstückig ausgebildete Stange 20 nach unten durch den Boden des Behältnisses ι und ist fest mit einer Hebeeinrichtung 21 verbunden. Die Hebeeinrichtung 21 ist entlang einer Führung 22 mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 23, bspw. einem Spinde1 trieb, für eine vertikale Verschiebung der Permanentmagnete 10 vertikal beweg 1i eh.

Das Behältnis 1 wird von einer Schürze 24 abgestützt. Ein oberer Schirm 25 ist am Flüssigkeitseinlaß 5 befestigt, wobei wie im Falle der Schirmplatten 14 die Maschenweite des Schirmnetzes derart ist, daß die Filterelemente 8 nicht hindurch können.

In dem magnetisehen Filter der oben beschriebenen Bauweise sind die Filterelemente 8 über die Hauben 9 gefüllt, wie das aus Fig. 3 hervorgeht. Wenn die Antriebseinrichtung 23 betätigt v/i rd und die Permanentmagnete in die Hauben 9 eingeführt werden, werden die magnetischen Bahnen der Permanentmagnete 10 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Schicht aus Filterelementen 8 aufgebaut, welche sich in natürlicher Weise anhäufen, und der Raum zwischen der oberen und der unteren Schicht v/i rd magnetisiert, so daß die Filterschicht 7 ausgebildet wird. In diesem Fall, wie er in

COPY
ORIGINAL INSPECTED

■fit,

Fig. 3 gezeigt ist, ist nahezu die obere Hälfte des Permanentmagneten io oder des oberen Magnctpolcs in die Filterschicht 7 eingeführt, während der untere Magnetpol des Permanentmagneten io im Gehäuseteil ig verbleibt. Im Ergebnis werden magnetische Feldlinien zv/i sehen den oberen magnetischen Polen der Permanentmagnete io und den oberen Enden der Gehäuseteile io erzeugt, so daß die Filterelemente 8 in der Filterschicht

7 magnetisiert werden.

In diesem Falle wird aufgrund der gegenseitigen magnetischen Anziehung zwischen den Filterelementen 8 die Dichte der Filterschicht 7 in der vertikalen Richtung größer als die der Filterschicht 7, die sich bei natürlicher Aufschüttung ergibt. Da die Tiefenausdehnung der Filterelemente 8 im anfänglichen Einfüllzustand die Höhe der Hauben 9 überschreitet, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, rutschen folglich die Filterelemente

8 oberhalb der Hauben 9 nach und sorgen so für eine Kompensation des- zusammengedrückten Teils, so daß die Dichte der Fi1terschicht 7 um die Hauben 9 gleichförmig wird.

Eine zu behandelnde Flüssigkeit wird an die Filterschicht 7 abgegeben, so daß die in der Flüssigkeit enthaltenen Korrosionsprodukte angezogen und eingefangen werden. Genauer gesagt wird die zu behandelnde Flüssigkeit durch den Flüssigkeitseinlaß 5 in das Behältnis 1 eingefüllt und durch die EinfUllkanäle 17 der Trennwände 16 in eine Vielzahl von Strömen unterteilt. Die so unterteilten Ströme durchlaufen im wesentlichen gleichförmig die jeweiligen Abschnitte der Filterschicht 7, so daß die Korrosionsprodukte von den Filterelementen 8 angezogen und eingefangen werden. Danach durchlaufen sie die Schirmplatten 14 und gelangen dann in die untere Karrmer 14 und werden zum Flüssigkeitsauslaß 6 hin gelenkt, wie es durch Pfeile angedeutet ist.

COPY

Wenn die Permanentmagnete io sich nach unten entlang den Führungsrohren 18 in ihre unterste Stellung bewegen, gelangen sie in ihre Gehäuseteile 19. Aufgrüne' dessen verlaufen nun die Magnetfeldlinien zwischen den oberen magnetischen Polen der Permanentmagnete 10 und den Seitenvvänden der Gehäuseteile 19, so daß der Einfluß des Streuflusses auf der Außenseite verringert wird und folglich die Filterelemente 8 sich nunmehr frei bewegen können. Danach wird durch den Flussigkeitsauslaß 6 in das·Behältnis 1 eine Reinigungsflüssigkeit eingegeben, wie dies mit den mit unterbrochenen Linien angedeuteten Pfeilen in Fig. 3 veranschaulicht ist. Dann werden die Filterelemente 8 fluidiziert und verdünnt, während sie durchgemischt werden. Aufgrund dessen gelangen die gesamten Oberflächen der Filterelemente 8 in Kontakt mit der Reinigungsflüssigkeit, so daß die Korrosionsproduktc von den Oberflächen der Filterelemente 8 entfernt und zusanrncn mit der Reinigungsflüssigkeit durch den FI iiss iglcei tsei η 1 aß 5 aus dem Behältnis ι abgegeben werden. Bei einem derartigen Gegenstrom-Reinigungszyklus bewirkt die Fluidisierung der Filterelemente 8 die Durchmischung hauptsächlich innerhalb der EinfUl1kanäle 17 der Trennwände 16. Eine weitere Fluidisierung der Filterelemente 8 vergrößert die Reiηigungswirkung, wobei die Filterelemente 8 darin gehindert werden, sich in anderen Bereichen auszubreiten. Nach Beendigung des Reinigungsvorganges im Gegenstromverfahren sinken die fIuidisierten Filterelemente 8 und lagern sich auf natürliche V/eise ab. In diesem Falle werden die Filterelemente 8 durch die Einfüllkanäle 17 der Trennwände 16 in ihre Anfangspositionen nach unten geführt, so daß die Filterelemente 8 gleichmäßig abgelagert und daran gehindert werden, sich zu zerstreuen.

Es sollte beachtet werden, daß - selbst v/enn die Magnetpole der Permanentmagnete 10 in Kontakt mit den Führungsrohren 18

COPY
ORIGINAL INSPECTED

3600501

aus ηicht-magnetisehen Materia 1 innerhalb des Vertikalhubs der Permanentmagnete io gelangen - die Magnetpole von einem Kontakt mft den ferromagnetisehen Bauteilen abgehalten werden, so daß die sogenannte Kontakt-Bntmagne.t i s i erung verhindert v/erden kann

Der obere Schirm 25 verhindert, daß die Filterelemente 8 im Gegenstrom-Reinigungszyklus aus dem Behältnis 1 entv/eichen.

Zweite AusfUhrungsform, Fig. 8 bis i2(C):

Die zweite AusfUhrungsform eines magnetischen Filters gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 8 bis i2(C) gezeigt. Es wird zunächst auf Fig. 8 Bezug genommen. Ein Behältnis 31 wird durch einen Schirmkörper 32 in eine, obere Karrmer 33 und eine untere Kammer 34 unterteilt. Die obere Karrmer 33 hat einen Flüssigkeitseinlaß 35, durch den eine zu behandelnde Flüssigkeit in das Behä1tnis 34 eingefüllt wird, sowie einen Einlaß 36 für,die Zufuhr der Filterelemente, während die untere Karrmer 34 einen Fl Ussigkeitsaus1 aß 37 aufweist, durch den die behandelte Flüssigkeit abgegeben wird, sowie einen Auslaß 38 fUr die Filterelemente. Die Filterelemente 40, die im Fällte der Magnetisierung, v/ie es später noch im ei nze Inen· beschr i eben wird, eine-Fi-I t-erschi cht 39 bilden, lagern sich auf dem Schirmkörper 32 ab. Hauben 41 aus ηicht-magnetischem Material erstrecken sich nach oben durch den Schirmkörper 32. Jeder Haube 41 ist ein Permanentmagnet 42 zugeordnet, der vertikal be weglich ist und ein- und ausgeschoben werden kann. Wenn der Permanentmagnet 42 in die Haube 41 eingeführt ist, werden die die Haube 41 umgebenden Filterelemente 40 magnetisiert; wenn der Permanentmagnet 42 aus der Haube 41 herausgezogen ist, werden die Filterelemente 40 entmagnetisiert.

Der Schirmkörper 32 erstreckt sich horizontal innerhalb des

COPY

•:V^:..^::.3F600607

Behältnisses 31, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Die Hauben 41 erstrecken sich nach oben durch den Schirmkörper 32. Der Schi rmkörper 32 weist ein Gitter 43 aus f er romagnet i schem Material auf, ferner auf dem Gitter 43 angeordnete SiebdUsen 44, die mit Filterelementen 40 gefüllt sind, sowie Trennplatten 45, die eine f lüss iglce i tsdi chte Abtrennung zwischen den Düsen 44 und den Kauben 41 schaffen.

Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, weist die Düse 44 eine EinfUlI-öffnung 47 für die Filterelemente auf, die sich vom unteren Ende eines trichterförmigen Abschnittes 46 nach unten erstreck) eine Seitenwand 48 der Siebdüsc 44 ist mit Schlitzen 49 versehen, die in Verbindung mit dem Raum unterhalb des Gitters 43 stehen, d.h. mit der unteren Kanrner 34. Die Größe der Schlitze 49 ist derart gewählt, daß die Filterelemente 40 nicht hindurchtreten können. Bei dieser AusfUhrungsform werden die Schlitze 49 von einem Sieb mit keilförmigen Drähten gebildet, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist. Die Schlitze können aber auch auf andere Weise gebildet sein. Ferner können anstelle der Schlitze 49 Löcher vorgesehen sein. Das in Fig. ρ gezeigte Gitter 43 weist drei Löcher 50 für jede Düse 44 auf. Vorzugsweise ist die Trennwand 45 derart geneigt, daß ihr Fortsatz mit der Achse der Düse 44 konvergiert. Ein haubenförmiger Verteilungszylinder 51 mit einem konischen Dach ist in der Mitte des Gitters 43 unmittelbar unterhalb des Einlasses 36 für die Filterelemente angeordnet.

Ein f lUssigkeitsdichtes Führungsrohr 52 aus nicht-magnetischem Material ist unterhalb der Düse 44 angeordnet, um eine Verbindung zwischen den unteren Ende der Haube 41 und dem das Behältnis 31 umgebenden Außenraum herzustellen,und umgibt den Permanentmagneten 42. Ein Gehäuseteil 53 aus ferromag-

COPY
ORIGINAL INSPECTED

^:\360Q607

- yf -

Ά-

netischem Materia 1 umgibt das Führungsrohr 52, um den mag- · netischen Fluß am unteren Ende der Düse 44 und des Gitters 43 festzulegen.

Eine Antriebseinrichtung 54 bringt die Permanentmagnete 42 in eine von vielen vertikalen Positionen. Die Antriebseinrichtung 54 weist Stangen 55 auf, die sich von demunteren Ende der Permanentmagnete nach unten durch die FUhrungsrohre 52 über das Behältnis 31 hinaus erstrecken, ferner eine in der Höhe verstellbare Buhne 56, an der die unteren Enden der Stangen 55 befestigt sind, Führungen 57 zur Abstützung der Bühne 56 während der vertikalen Verschiebung, eine Antriebsquelle 58, v/ie z.B. ein Elektromotor, um die Bühne 56 in eine von νielen vertikalen Positionen zu bringen, und eine KraftUbertragungseinrichtunß 59 mit einer zv/ischen der Antriebsquelle 58 und der Bühne 56 verlaufenden Antriebswelle, einem Untersetzungsgetriebe, einem Getriebe usw.

Eine Abstreichvorrichtung 60, mit der die obere Oberfläche der Über dem Schirmkörper 32 geschütteten Filterelemente 40 im vvesent 1 i chen glatt gestrichen werden kann, ist in der oberen Kamner 33 des Behältnisses 31 angeordnet. Wie in Fig. 8 gezeigt, weist die Abstreichvorrichtung 60 einen stangenähnlichen Räumer 61 auf, der horizontal im Behältnis 31 angeordnet ist und in einer Horizontalebene gedreht wird, und einen Antriebsmechanismus 62, bspvv. einen hydraulischen Kolben zum mehrmal igen Drehen des Räumers 61, wenn die Filterelemente 40 eingefüllt werden.

Eine Ablenkanordnung 63 ist unterhalb des Flussigkeitseinlasses 35 des Behältnisses 31 angeordnet, so daß der Strahl der durch den FlUssigkeitseiη laß 35 eingeleiteten und zu behandelnden Flüssigkeit geschwächt und die zu behandelnde

COPY

600607

-JK-

Flüssigkeit gleichförmig verteilt werden kann. Der Trichter 64 leitet die Filterelemente 40 zum Auslaß 38 für die Filterelemente.

Wenn die Filterelemente 40 in das Behältnis 31 eingegeben v/erden, v/i rd die Antriebsvorrichtung 54 eingeschaltet, so daß - wie es in Fig. i2(A) gezeigt ist - der Permanentmagnet 42 in eine Position angehoben v/ird, die ein wenig höher . i s t als der untere Abschnitt des Schirmkörpers 32 und dem trichterförmigen Abschnitt 46 der Düse 44 benachbart ist. Daraufhin werden die magnetischen Flußlinien zv/ischen dem oberen Magnetpol des Permanentmagneten 42 auf der einen Seite und dem oberen Ende des Gehäuseteils 53 sowie des Gitters 43 auf der anderen Seite verkürzt, so daß ein starkes magnetisches Feld erzeugt wird, wie es mit unterbrochenen Linien in Figi i2(A) angedeutet ist. Wenn die Filterelemente 40 durch den Einlaß 36 in das Behältnis 31 unter diesen Unständen eingegeben werden, fließen sie über die konische Spitze des Verteilungszylinders 51, so daß sie von den Hauben 41 und den Trennplatten 45 zu den trichterförmigen Abschnitten 46 der Düsen 44 geleitetund verteilt werden. Dann werden sie durch die magnetischen Felder magnetisiert, so daß die Filterelemente 40 sich untereinander anziehen und Brücken bilden. Dies hat zur Folge, daß ein Durchfluß der magnetischen Filterelemente 40 durch die Filterelement-Öffnung 47 verhindert wird, so daß die Filterelemente 40 gefangen und in den trichterförmigen Abschnitten 46 gehalten werden, Wenn nun die Öffnungen 47 einiger Düsen 44 mit den Brücken bildenden Filterelementen verstopft sind, wachsen die Filterelemente 40 allmählich nach oben hin an und fließen zu den verbleibenden Düsen 44, die nicht geschlossen sind. Dies hat zur Folge, daß die Öffnungen 47 der letzteren allmählich geschlossen werden. V/enn alle Durchgänge bzw. Öffnungen 47 mit Filter-

COPY
ORIGINAL INSPECTED

elementen 40 verschlossen sind, lagern sich die Filterelemente AO auf natürliche Weise auf dem Schirmkörper 32 ab.

Danach wird die Abstreichvorrichtung 60 betätigt, so daß der Räumer 61 mehrere Male horizontal rotiert. Dabei v/erden die Filterelemente 40 an die Abschnitte gegeben, die nicht ausreichend mit Filterelementen 40 versorgt sind, und die unebene Oberfläche der Filterelementschicht wird geglättet. Daraus ergibt sich, daß ein zu magnetisierender Abschnitt der Filterelementschicht 39 von gleichmäßiger Tiefe ist. Daher werden in der zweiten AusfUhrungsform die zwischen dem Schirmkörper 32 und der Abstreichvorrichtung 60 befindlichen Filterelemente 40 als Filtrierschicht 39 verwendet, so daß die Menge der benötigten Filterelemente 4.0 reduziert wird.

Die Magnetisierung der Filtrierschicht wird wie folgt ausgeführt. Nachdem die Oberseite der Schicht geglättet worden ist, wird die magnetische Antriebseinrichtung 54 betätigt, um den Permanentmagneten 42 anzuheben. Wenn der untere Magnetpol des Permanentmagneten 42 mit der Oberseite des Schirmkörpers 32 ausgerichtet ist, wie dies in Fig. 8 und in Fig. i2(B) veranschaulicht ist, erstreckt sich das Magnetfeld zwischen den Magnetpolen des Permanentmagneten 42 nahezu durch die gesamte Filtrierschicht 39, um die Filterelemente 40 zu magnetisieren. In diesem Zustand werden die in dem trichterförmigen Abschnitt 46 der Düse 44 eingefangenen Fi1-terelemente durch den unteren Magnetpol des Permanentmagneten 42 magnetisiert, so daß die Fi 1 tereler.ient-Öffnung 47 geschlossen gehalten wird. DarUberhinaus wird das zwischen den Magnetpolen des Permanentmagneten 42 erzeugte magnetische Feld in vertikaler Richtung gestreckt verglichen zu der Zeit, zu der die Filterelemente 40 am Anfang eingege-

COPY

3-6*0-3*6 O 7

■ß

ben worden s ind.

Um die Korrosionsprodukte zu entfernen, wird die zu behandelnde .Fluss igkei t über den FlUssigkeitsein 1 aß 35 in das Behältnis 31 unter der Bedingung eingelassen, daß die Filtrierschicht 30 komplett magnetisiert ist. Da die Filtrierschicht 39 im wesent1ichen eine gleichförmige Tiefe aufweist, gibt es keine merklichen Änderungen im Magnetisierungsgrad der Filtrierelemente 40 der Filtrierschicht 39. Daher v/erden, die Korrosionsprodukte in der Flüssigkeit nahezu über den gesamten Bereich der Filtrierschicht 39 eingefangen, und der Druckverlust wird gleichförmig. Die nun von den Korrosionsprodukten befreite Flüssigkeit fließt durch die Schlitze 49 der Seitenwand 48 der Düse 44 und die Öffnung 47 in die untere Karrmcr 34, wie es in Fig. F2(B) veranschaulicht ist, und wird über den FlUssigkeitsaus1 aß 37 des Behältnisses 31 abgegeben. Daher wird nach der zweiten Ausführungsform die behandelte Flüssigkeit über eine Vielzahl von Durchgängen an die untere Kammer 34 abgegeben, so daß der Druckverlust mi ηima 1isiert wird.

Wenn die Filterelemente entladen v/erden sollen, wird die magnetische Antriebseinrichtung 54 betätigt, so daß der Permanentmagnet 42 nach unten in eine Position unterhalb der Düse 44 bewegt wird, wie dies in Fig. i2(C) gezeigt ist, d.h. in das Gehäuseteil 53. Das vom Permanentmagneten 42 erzeugte magnetische Feld ist innerhalb des Gehäuseteils 53 eingeschlossen, wie es mit den unterbrochenen Linien in Fig. i2(C) gezeigt ist, so daß der magnetische Fluß von dem oberen Magnetpol des Permanentmagneten 42 durch die zylindrische Seitenwand des Geha'usete i 1 s 53 zum unteren Magnetpol des Permanentmagneten 42 verläuft. Aufgrund dessen wird der nach außen wirkende Einfluß des Streuflusses verringert,

COPY
ORIGINAL INSPECTED

3βοο607

- yr -

so daß die Filterelemente 40 entmagnetisiert werden und folglich durch ihr eigenes Gewicht in den Trichter 64 fallen, wie es mit dem Pfeil in Fig. i2(C) gezeigt ist, und dann über den Auslaß 38 aus dem Behältnis 31 abgegeben werden.

Wie in Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, werden die entladenen Filterelemente 40 zusammen mit der behandelten Flüssigkeit der Re ί η i gungskaotfier zugeführt. Nachdem die-Filter*· elemente 40 gereinigt worden sind, werden sie wieder in das Behältnis 31 eingegeben.

Es sollte beachtet werden, daß während des Vertikalhubs des Permanentmagneten 42 seine Magnetpole von dem Führungsrohr 52 aus nicht-magnetischem Material umgeben sind, so daß ein Kontakt mi t den ferromagnctisehen Bauteilen völlig verhindert wird. Aufgrund dessen kann die sogenannte Kontakt-Entmagnetisierung vermieden werden.

Die Wirkungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung können wie folgt zusannmengef aßt werden:

(I) Die Filterelemente werden einem starken Magnetfeld unterworfen, so daß die Bewegung der Filterelemente bei der Eingabe zu Beginn eingeschränkt und die Dichte der Filterschicht erhöht werden kann. Daraus ergibt sich, daß die Fähigkeit der Filterelemente, die Korrosionsstoffe anzuziehen und einzufangen, d.h. die Filtrierlei stung, -verbessert werden kann.

(II) Wenn die Filterelemente magnetisiert sind, nimmt die Dichte der Fi1tcrschicht zu, weil sich die Filterelemente gegenseitig anziehen, selbst dann, wenn die Tiefe der Fi1terelementschicht aufgrund der Zunahme der

COPY
BAD ORIGINAL

.:. .:. -..· .:. 3800607

Dichte abnimmt. Die Filterelemente werden in natürlicher Weise von oben zugegeben, so daß eine Änderung in der Dichte der Filterschicht vermieden werden kann.

(III) V/enn die Permanentmagnete nach unten aus der Filtrierschicht herausgezogen sind, werden die Filterelemente entmagnetisiert und für eine Bewegung nach oben frei. Mit dem Gegenstrom-Reinigungsverfahren wird die Filterschicht fluidisiert, so daß die Reinigungseffektivität verbessert werden kann.

(IV) Die Permanentmagnete werden in Gehäuseteile aus ferromagnetischem Materia I eingeführt, so daß der Streufluß mi η ima 1 i s i e r t werden kann und eine zvvangsv/e i se er f ölgende Entmagnetisierung der Filterelemente sichergestellt ist. Daraus ergibt sich, daß die Filterelemente leicht vom Filterkörper entfernt werden können.

(V) V/enn die Permanentmagnete nicht verwendet werden, werden sie in die Führungsrohre aus nicht-magnetischem Material zurückgezogen, so daß der direkte Kontakt der Permanentmagnete mit den ferromagnetisehen Bauteilen vermieden werden kann und folglich die Entmagnetisierung der Permanentmagnete verringert wird, wodurch die Lebensdauer der Permanentmagnete erhöht werden kann.

(VI) Die Trenneinrichtung, die eine Vielzahl von Abschnitten oder Sektionen und eine Vielzahl von vertikalen Durchgängen festlegt, ist oberhalb der Filtrierschicht angeordnet, so daß eine zu behandelnde Flüssigkeit ein stromlinienförmiger bzw. stetiger Verlauf auf gezwungen werden kann und die Filterelemente beim Fluidisieren bzv/. Überschwemmen daran gehindert werden können, sich zu zer-

COPY
ORIGINAL INSPECTED

36&Ö607

streuen. Daraus ergibt sich, daß eine Änderung in der Dicke oder der Dichte der Filterschicht infolge einer Zerstreuung der Filterelemente vermieden v/erden kann.

(VII) Wenn die Tiefe der Fi11rier schicht im wesentlichen
gleich der Längeder Permanentmagnete ist, kann die
benötigte Menge an Filterelementen verringert werden.

(VIII) V/egen (VII) kann der Strömungsrni tteldruckver lust minimal i s iert werden.

(IX) Wenn der Durchgang bzw. die Öffnung für die Filterelemente sich vom unteren Ende des trichterförmigen
Abschnittes der Düse des Schirmkörpers nach unten erstreckt, kann die Bewegung der magnetisierten Filterelemente zwangsläufig eingeschränkt werden.

(X) Wenn die Seitenwand der Siebdüse mit Schlitzen ausgebildet ist, wird die Abgabe der von Korrosionsstoffen befreiten, behandelten Flüssigkeit erleichtert und
die Durchf1uß1eistung gesteigert.

BAD ORIGINAL

- Leerseite -

Claims

PATENTANWALTS Dr. rer. net. DIETER LOUIS Dlpl.-Phys. CLAUS PÖHLAU Dlpl.-ing. FÄANZ LOHRHNTZ Dlpl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1

NÜRNBERG 20

Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha

No. 2-1, 2-chome, Ote-machi

Chiyoda-ku 25589-40/mü

Tokyo-to, Japan 10. Januar 1986

Ansprüche

i. Magnetischer Filter, gekennzeichnet durch

ein Behältnis (1), einen Schirmkörper (2) irr».

Behältnis (1) zur Unterteilung des Behältnissen in eine mit einem Flüssigkeitseinlaß (5) in Verbindung stehende obere Kammer (3) und eine mit einem Flüssigkeitsauslaß (6) in Verbindung stehende untere Kammer (4), im Falle der Magnetisierung eine Filterschicht (7) bildende Filterelemente (8), die auf dem Schirmkörper (2) derart abgelagert sind, daß sie sich frei nach oben bewegen können, Hauben aus nichtmagnetischem Ma terial, die sich durch den Schirmkörper (2) nach oben erstrecken, und einen vertikal beweglichen Permanentmagneten (10), der unterhalb jeder Haube (o) derart angeordnet ist, daß beim Einführen des Permanentmagneten (10) mit seinem oberen Magnetpol in die Haube (9) über den Boden der Schicht (7) aus Filterelementen auf dem Schirmkörper (2) hinaus die Filterelemente (8) magnetisiert wer-

COPY BAD ORIGINAL

den, jedoch diese entmagnetisiert werden, wenn der Permanentmagnet aus der Haube (9) herausgezogen wird.
2. Magnetischer Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schirmplatte (14) auf dem Schirmkörper (2) zwischen den Hauben (9) angeordnet ist, die Schlitze oder Maschenöffnungen aufweist, deren Größe derart ist, daß die Filterelemente (8) durch die Schlitze oder Maschenöffnungen nicht hindurch können.
3. Magnetischer Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß'ein jeden Permanentmagneten (10) umgebendes Führungsrohr (18) aus ηicht-magnetischem Material und ein jedes Führungsrohr umgebendes Gehäuseteil (10) aus ferromagnetischem Material zur Erzeugung eines Magnetflusses unterhalb jeder Haube (o) angeordnet sind.
4. Magnetischer Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trenneinrichtung (16) mit Filterelementkanälen (17) oberhalb des Schirmkörpers (2) angeordnet ist.
5. Magnetischer Filter, gekennzeichnet durch ein Behältnis (31), einen Schirmkörper (32), der im Behältnis (31) zur Unterteilung des Behältnisses in eine mit einem Einlaß (35) für die zu behandelnde Flüssigkeit in Verbindung stehende obere Kammer (33) und eine mit einem Flüssigkeitsauslaß (37) in Verbindung stehende untere Kammer (34) angeordnet ist, Hauben (41) aus ηicht-magnetischem Materia 1, die sich durch den Schirmkörper (32) erstrecken, Filterelemente (40), die bei Magnetisierung eine Fi1 trier schicht bilden und auf dem Schirmkörper (32) abgelagert sind, und einen vertikal beweglichen Permanentmagneten (42), der unterhalb jeder

COPY
BAD ORIGINAL

Haube (4.1) derart angeordnet ist, daß, v/enn der Permanentmagnet in die Haube eingeführt wird, bis sein oberer Magnetpol ein wenig höher als die Unterfläche des Schirmkörpers liegt, die Filterelemente magnetisiert wsrden und ihre Abwärtsbewegung eingeschränkt wird, die Filterelemente jedoch sich frei bewegen können, v/enn der obere Magnetpol des Permanentmagneten aus der Haube herausgezogen wird.
6. Magnetischer Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schirmkörper (32) zwischen benachbarten Hauben (41) eine Düse (44) mit einem trichterförmigen Abschnitt (46), einem sich von einem unteren Ende des trichterförmigen Abschnittes (46) nach unten erstreckenden Durchgang (47) und einer sich vom oberen Ende des trichterförmigen Abschnittes (46) nach oben erstreckenden und mit Schlitzen (49) oder Löchern versehenen Seitenwand (48) angeordnet ist, v/obei die Schlitze oder Löcher in Verbindung mit der unteren Karrmer (34) des Behältnisses (31) stehen und derart bemessen sind, daß die Filterelemente (40) nicht durch die Schlitze oder Löcher hindurchtreten können.
7. Magnetischer Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb jeder Düse (44) ein dem Permanentmagneten (42) umgebendes Führungsrohr (52) aus nicht-magnetischem Materia1 und ein das Führungsrohr zur Schaffung eines magnetischen Weges umgebendes Gehäuseteil (53) aus ferromagnetischem Ma terial angeordnet sind.
8. Magnetischer Filter nach einem der Ansprüche 5 bis 7 , dadurch· gekennzeichnet, daß eine Abstreichvorrichtung (61) zum Glätten der oberen Fläche der Schicht aus Filterelementen (40) oberhalb der Hauben (41) angeordnet ist.

COPY
BAD ORIGINAL