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Unterbrochen arbeitendes magnetisches Filter Die Erfindung bezieht
sich auf ein unterbrochen arbeitendes magnetisches Filter zum Au,sscheiden von in
einem Medium, insbesondere in einer Flüssigkeit, sich befindenden magnetisierbaren
Teilchen sehr geringer Größe -, z. B. von Eisenteilchen aus Schmierölen. Es handelt
sich insbesondere um Teilchen einer Größenordnung von o,2 bis 5 11, deren
Abmessungen zu gering sind, als daß sie sich mittels eines sonst üblicherweise verwendeten
mechanischen Siebes aus der Flüssigkeit oder aus dem Gas ausscheiden lassen würden.
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Gerade diese Teilchen bilden in Kraftwagenmotoren, Projektionsanlagen,
kurzum in allen Anlagen mit Umlaufschmierung und mit mehreren zu schmierenden Stellen
die Hauptursache der Abnutzung, weil diese Teilchen, welche durch Abnutzung der
Getrieberäder reichlich anfallen, an anderen Stellen, wo hochbelastete, glatt bearbeitete
Flächen aufeinandergleiten, z.B. in genau passenden Gleitlagern, Maltesergetrieben
usw., zwischen diese Fläche gelangen und in erhöhtem Maße Z, t' die Schleifwirkung
beeinträchtigen können und dannt eine Abnutzung der Flächen bewirken.
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Gemäß der Erfindung ist im Innem des ein-en Durchströmlängskanal für
das zu. scheidende Gut bildenden Gehäuses aus inagnetisierbarem Werkstoff
ein sich in der Durchflußrichtung des Gutes längs erstreckender Dauermagnet mit
abgerundeter Polfläche derart kraftschlüssig angeordnet, daß ein magnetischer Kreis
gebildet wird und das Gut in Richtung der Kraftlinien unter Anhaftung der Teilchen
an dem Dauermagneten entlang strömt.
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Hierdurch und insbesondere -wenn derjenige Gehäuseteil, der mit der
abgertuideten Polfläche des Dauermagneten einen Luftspalt bildet, derart in bezug
auf diese Polfläche angeordnet ist, daß der Winkel zwischen dem wirksamen Kraftfluß
und der Stromrichtung des Mediums höchstens 45', vorzugsweise etwa io', beträgt,
werden die nachfolgenden Vorteile erhalten.
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Durch die an sich bekannte abgerundete
Pol-Räche des
Dauermagneten wirdeineKraftflußsammlung aneinzelnen Stellen derFläche vermieden;
es entsteht vielmehr eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Kraftflusses, wodurch
die auszuscheidenden Teilchen die Gelegenheit haben, sich gleichmäßig verteilt an
einer großen Oberfläche anzuhaften. Zur Vergrößerung dieser Oberfläche kann der
Magnetpol mit Rillen versehen sein; vorzugsweise ist sie aber glatt und kugelförmig
ausgestaltet.
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Durch die Anordnung des Magneten in der Durchflußrichtung des Gutes,
derart, daß im Innern des Gehäuses ein Durchströiiüängskanal gebildet wird, wird
erreicht, daß die auszuscheidenden Teilchen, die sich anfangs außerhalb des Filters
in denselben Bahnen wie das diese Teilchen enthaltende Medium, bewegen, im Filteraußerdem
eine Bewegung hauptsächlich in Richtung der Kraftlimen erhalteu und sich in Richtung
der Polfläche, d.h. in Richtung des stärker werdenden Magne.tfeldes, bewegen" um
gleichmäßig verteilt an der Polfläche anhaften zu können.
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Daß dieser letztgenannte Vorteil wesentlich ist, geht aus folgendem
hexvo.r. Bekanntlich unterliegt ein Teilchen sehr geringer Ab-
messungen in
einem diese Teilchen enthaltenden Mittel bei seiner Bewegung relativ zu diesem Mittel
einer seiner Bewegungsrichtung entgegenge-richteten Kraft, der-en Größe nach demSt,ockesschenGesetz
bestimmtwird. Auch unterliegt dasselbe Teilchen einer sich von dem magnetischen
Feld in Richtung der Pol-Räche auswirkenden Kraft. Zufolge dieser beiden Kräfte
bewegt sicU das Teilchen in der Richtung der Resultante dieser Kräfte. Bewegt sich
nun anfangs -ein Teilchen. mit der Stromrichtung in ein-er Bahn, welche mit den
Kraftlinien einen großen Winkel in der Größenordnung von go' einschließt, so ist
leicht ersichtlich, daß dieses Teilchen sich zunächst in einer von dein Kraftlinlenverlauf
wesentlich abweichenden Bahn bewegt und das Ausscheiden und Anhaften an der Polfläche
dieser Teilchen während ihres Vorbeiganges an dieser Fläche nicht gewährleistet
ist.
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Es sind bereits magnetische Filter bekannt, bei denen das zu reini.gende
Mittel z-wangsläufig derart durch ein-en ein Magnetfeld erithaltenden Raum strömt,
daß die Stromrichtung parallel oder nahezu parallel mit der Richtung der Kraftlinien
des Magnetfeldes verläuft. Diese bekannten Filter sind jedoch meistens nicht mit
Dauermagneten versehen und sind daher verhältnismäßig teuer aufgebaut, indem Polplatten
mit einer großen Anzahl Kanäle oder Löcher Verwendung finden, durch die überdies
das Filter bald verstopft (z. B. amerikanische Patentschrift 1 093 875).
Es
sind bei diesem Filter, ebensowenig wie bei anderen mit Dauermagneten versehenen
Filtern, keine abgerundeten Fol-flächen vorhanden, die so angeordnet sind, daß das
Mittel mit den Teilchen in Richtung auf diese Polfläche zuströmt, um dort gleichmäßig
verteilt anhaften zu können. Gegenüber der ersterwähnten Filterart weist die erfindungsgemäße
Bauart überdies den erheblichen Vorteü der Einfachheit auf, da im Prinzip
f lir seine Wirkung nur ein abgerundeter Magnetpol und ein diesen umgebender,
einen Luftspalt bildender Längskanal erforderlich ist.
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Der Raum, in dem der Dauermagnet des erfindungsgemäßen Filters angeordnet
ist, kann z. B. als eine zylindrische Bohrung in der Wand oder in dem Deckel eines
Gehäuses oder als ein aus Kupfer oder aus Messing bestehendes Rohr ausgebildet sein.
Vorzugsweise besteht aber die Wand-ung dieses Raumes mindestens teilweise aus Eisen,
da in diesem Falle der Kraftfluß sich durch diese Wandung scl-Aießt und das magnetische
Feld zwangsmäßig wenigstens einmal durch das durchströmende Mittel verläuft.
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Ein besonders starkes magnetisches Feld kann erreicht werden, wenn
das eine Ende des Magneten mit der eisernen Wandung des den Magneten -umgebenden
Raumes verbunden ist, so daß der durch den Magneten und die eiserne Wandung verlaufende
magnetische Kreis nur -einen -einzigen Luftspalt aufweist.
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Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Abb. i stellt eine einfache Ausführungsform des erfind-ungsgemäßen
Filters dar; Abb. 2 zeigt die Anordnung des Filters im Deckel des Gehäuses des Maltesergetriebes
einer, Filmprojektionsanlage; Abb. 3 zeigt eine Ausführung, welche sich zur
Aufnahme in der Ölleitung einer Umlaufschmierung eignet, und Abb. 4 stellt eine
Ausführungsform nach dem Prinzip der Erfindung dar, welchewegen des größexen Filtriervermögens
sich besondeTs zur Verwendung in Kraftwagenmoto-rc-n eignet.
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In dem in Abb. i angegebenen, vorzugsweise aus Eisen bestehenden Rohr
i, welches das Gehäuse des Filters darstellt, ist der mit dem Rohr einen magnetischen
Kreis bildend,e permanente Stabmagnet 2 mit kugelfö-rmig ausgebildeten Polflächen
3 und 4 mittels zweier mit dem Magneten durch L#öten verbundener Messingdrähte
5 mit waagerecht unigehördelten Enden befestigt. In dieser Weise ist es möglich,
diesen Magneten zwecks Reinigung der anhaftenden Teilchen leicht ans dem Rohr zu
entfernen. Das zu reinigende Mittel strömt z. B. von oben nach
unten
durch das Rohr und deshalb im wesentlichen in Richtung der Kraftlinien an dem Dauennagneten
entlang.
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In Abb. 2 ist der Magnet 9 mit kugelförmigem Ende in einer
Bohrung 7 innerhalb des Deckels 6 des Gehäuses eines Maltesergetriebes
einer Projektionsanlage angebracht. Zur Erleichterung _ des Herausnehmens
zwecks Reinigung ist der Magnet mit einem mit ihm verlöteten Draht io aus nicht
magnetisierbarem Werkstoff, z. B. Messing, versehen. Das zu reinigende Mittel, z.
B. öl, wird von der nicht 'gezeichneten ölpumpe durch das Zufuhrrohr i i
in emen kleinen, am oberen Ende des Deckels vorgesehenen offenen ölbehälter i ia
gepumpt, von dem es durch ein Sieb 12 in den magnetischen Filterraum 7 gelangt.
Nach der Ausscheidung der Teilchen an dem oberen Ende des Magneten fließt das
öl durch die Bohrung 8 in das Gehäuse. Der magnetische Kreis dieses
Filters ist so, ge-
staltet, daß der einzige Luftspalt dieses Systems von
dem DurchströmIcanal 7 gebildet wird, weshalb 'keine unnötigen Streuungsverluste
auftreten und:ein möglichst großer Kraftfluß in diesem Kanal erzeugt werden kann.
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In Abb. 3 ist das Gehäuse 13 aus ein-cm für Kraftlinien
durchlässigen Stoff, z. B. Gußeisen, hergestellt und mit einer Gewinde aufweisenden
Zutrittsöffnung 14 und Austrittsöffnun g 15 versehen. Ein stabförmiger permanenter
Magnet 16 mit einer halbkugelförmigen Polfläche 17 ist in einer ebenfalls aus einem
durchlässigen Steff hergestellten Platte 18 befestigt, z. B. eingeklemmt,
die mit Gewinde versehen ist und als Deckel für das Gehäuse dient. Gehäuse 13 und
Deckel 1 8
bilden zusammen mit dein Magneten 16 den magnetischen Kreis, dessen
eines Polstück von dem obenerwähnten halbkugelförmigen. Ende 17 des konzentrisch
zum Durchströmkanal 2o angeordneten Magneten und dessen anderes Polstück von einem
Teil ig der inneren Wandung dieses Durchströmkanals gebildet wird. Zur weiteren
Führung der Flüssigkeit ist ein Ring 2 1 aus nichtmagnetisch-em Werkstoff vorgesehen,
der also auf denKraftlinienverlauf keinen Einfluß ausübt, sondern nur dazu, dient,
die Flüssigkeit in richtigen Bahnen in bezug auf die Polfläche am Magneten voTbeizuführen.
Durch die trompetenförmige Ausgestaltung des Dumchströrnkanals 20 und die in Richtung
des durchströmenden Mittels gegenüber dieser die Polfläche bildenden Wandung versetzte
kugelförmig ausgebildete zweite Po.lfläche 17 wird erreicht, daß, wie in der Zeichnung
dargestellt ist, die Kraftlinien mit der Stromrichtung nur einen kleinen Winkel
einschließen und daß die Feldstärke in dem Kanal nach unten zunimmt.
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Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform des Fjlters nach der Erfindung,
welche sich besonders dazueign#et, größere Mengen eines Mittels in kurzer Zeit zu
filtern. Die räumliche Anordnung des Magneten und des Durchstr,öinkana.ls in bezug
aufeinander ist in ähnlicher Weise wie in Abb. 3 vorgenommen. Durch die ringförmige
Gestaltung des Durchströmkanals 32 ist nur die Oberfläche dieses Kanals wesentlich
vergrößert. Auch der Magnet 25 ist -ringförmig gestaltet und zwecks gleichmäßiger
Verteilung der austretenden K-raftlini:en mit einem abgerundeten freien Ende
33 versehen. Der magnetische Kraftflu-ß verläuft vom Magneten durch die mit
Durchströmöffnungen 31 versehene Befestigungsplatte 26 teilweise durch den
mittleren, ans Eisen hergestellten zylindrischen Körper 27 und teilweise
durch das rohrförmige GehäuSe 24 und den ebenfalls aus Eisen hergestellten Ring
28 durch den Durchströmkanal nach dem Magneten zurück. Die Ringe 29 und 3o
aus nichtmagnetischem Werkstoff dienen, wie in Abb. 3 schon beschrieben ist,
nur zur Führung des Mediums.