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Dauermagnetfilter zum Abscheiden magnetisierbarer Stoffe aus strömenden
Flüssigkeiten Dauermagnetfilter, die zum Entfernen ferromagnetischer Teile aus strömenden
Flüssigkeiten dienen, sind bekannt. Diese bekannten Filter sind so aufgebaut, daß
innerhalb dies von der zu filtrierenden Flüssigkeit -durchflossenen Raumes ein oder
mehrere Dauermagnete angeordnet sind, die die ferromagnetischen Teile aus der strömenden
Flüssigkeit heraus an sich ziehen. 'Nach den bekannten Vorschlägen haben die Dauermagnete
entweder Stab- oder Hufeisenform. Die Filterwirkung dieser Magnetfilter befriedigt
indes nicht, weil der Filterraum nicht hinreichend gleichmäßig vom Streufluß des
Magnets durchsetzt wird. Dies hängt u. a. damit zusammen, daß jeder Dauermagnet,-
. gleichgültig welche Form, also beispielsweise Stab-oder Hufeisenform, er aufweist,
eine neutrale Zone besitzt, von der magnetische Kraftlinien nicht oder in nur sehr
beschränktem Maße ausgehen, während an den Polenden eine starke Häufung der Kraftlinien
zu beobachten ist. Hierdurch wird eine ungleichmäßige Verteilung des Kraftflusses
im Filterraum hervorgerufen, die sich auch nicht dadurch ausgleichen läßt, daß mehrere
Dauermagnete vorgesehen werden. Die ungleichmäßige Kraftflußverteilung und deren
Nachteile werden ferner nicht gemildert, wenn nach einem bekannten Vorschlag auf
den wirksamen Magnetpol ein Drahtkäfig aufgesetzt wird. Durch den Käfig wird die
Oberfläche des
Poles vergrößert, an der sich die magnetisierharen
Teilchen absetzen, ohne daß die Kraftlinienverteilung beeinflußt wird. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß die Reinigung eines vollgesetzten
Filters nur schwer möglich ist, weil in den meisten Fällen zur Entfernung der anhaftenden
ferrom@agnetischen Teilchen die Magnete entmagnetisiert werden müssen.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, im Innenraum des Filters Körper
anzuordnen, die die magnetisierbaren Teile aus dem zu filtrierenden Gut anziehen.
Diese Körper bestehen aus siebartig gelochten Diauerma:gnetblechen. Der Vorschlag
weist ähnliche Nachteile auf wie diejenigen, bei denen Stabmagnete o. dgl. in den
Gutstrom hineinragen. Auch die Magnetbleche haben Pole und neutrale Zonen. An den
Polen häufen sich die abgeschiedenen Teile und führen zu Verstopfungen, während
die Filterwirkung in den magnetisch neutralen Zonen höchstens mechanischer Art ist.
Abgesehen hiervon ist mit Dauermagneten in Blechform eine starke magnetische Liraft
nicht auszuüben; nach dem belamiten Vorschlag muß daher zusätzlich eine elektrische
Erregerwicklung vorgesehen werden, die den Magnetismus der Bleche während des Betriebes
verstärkt.
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Diese Nachteile sollen behoben werden und ein Dauermagnetfilter geschaffen
«-erden, bei welchem der gesamte Filterraum weitestgehend gleichmäßig vori magnetischen
Kraftlinien durchsetzt ist, so daß über den ganzen Filterraum hinweg eine gleichmäßig
starke Filterwirkung erzielt wird, und zwar unter Verzicht auf' eine zusätzliche
elektrische Erregerwicklung. Nach der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, ferromagnetischeTeile
aus Weicheisen nebeneinander und gegebenenfalls auch übereinander im Filterraum
anzuordnen und diese von einem oder mehreren Dauermagneten zu speisen. Zwischen
den über dem ganzen Filterraum verteilten ferromagnetischen Teilen bildet sich ein
Streufluß aus, der über den gesamten Filtermium mehr oder weniger gleichmäßig verteilt
ist und auf diese Weise eine gleichmäßige Filterwirkung gewährleistet. Die ferromagnetischen
Teile, die den Streukraftfluß im Filterraum erzeugen, können, falls das Filter beispielsweise
für Flüssigkeiten gebraucht wird, die den Werkstoff angreifen, mit isolierenden
Überzügen aus keramischer Masse oder Gummiversehen sein. Solcheüberzüge haben außerdem
den Vorteil, daß sie eine unmittelbare magnetische Berührung zwischen den einzelnen
ferromagnetischen Filterteilen verhindern, was eine nicht unwesentliche Verminderung
des Streuflusses zur Folge haben würde. Die Anordnung wird so getroffen, daß rings
um den Filterraum herum ein oder mehrere Dauermagnete beispielsweise in Steg-, Ring-
oder Kastenform vorgesehen werden. Auf diesen Magneten werden Deckplatten aus Weicheisen
angebracht, an denen die in den eigentlichen Filterraum hineinragenden Filterteile
befestigt werden. Diese Filterteile können die Form von runden oder eckigen Stäben,
Spiralen o. dgl. aufweisen. Es ist aber auch möglich, den Filterraum zwischen den
Deckplatten aus Weicheisen mit gelochten, voneinander getrennten Bl_,echen, mit
Kugeln, Spänen oder überhaupt beliebig geformter Füllkörper auszufüllen. Die in
dem Filterraum vorgesehenen Filterteile, die mit den Dauermagneten in magnetischer
Verbindung stehen oder auch ohne unmittelbare Verbindung magnetisch erregt werden,
sind aus Weicheisen hergestellt. An seiner Stelle können aber auch mit Rücksicht
auf den chemischen Widerstand gegen den Angriff durch das zu filtrierende Mittel
andere ferromagnetische Stoffe, beispielsweise säurebeständige Stahllegierungen
o. dgl., verwendet werden.
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Eine besonders günstige Wirkung ist dann zu erzielen, wenn als Filterteil
ein Gewebe benutzt wird, dessen Kette beispielsweise mit dem Nordpol des Magnets
und der Schuß mit dem Südpol des Magnets verbunden ist. Bei dieser Anordnung werden
die Drähte des Gewebes mit einer Isolierschicht aus keramischer Masse oder Gummi
versehen, um unmittelbare magnetische Verbindung zwischen Kette und Schuß und damit
eine Beeinträchtigung der magnetischen Streuwirkung nach Möglichkeit auszuschließen.
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Als Werkstoff für die Magnete kann jeder Dauermagnetwerkstoff Verwendung
finden. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt bei Verwendung hochkoerzitivkräftiger
Werkstoffe, wie beispielsweise Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen.
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Danermagnetfilter gemäß der Erfindung sind geeignet zur Behandlung
sowohl Teichtals auch schwer- bis zähflüssiger Stoffe, in denen sich ferromagnetische
Teilchen befinden. Besonders bewährt haben sich derartige Vorrichtungen beispielsweise
zum Filtrieren von Viscose, öl und Quecksilber.
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Im nachfolgenden werden an Hand der beiliegenden Zeichnungen einige
beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgedankens näher erläutert. Die rein
schematischen Abbildungen stellen dar: Abb. i eine Ansicht einer Ausführungsform
nach der Erfindung, Abb. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A der Abb. i,
Abb.3
eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform, Abb.4 und 5 senkrechte Schnitte durch
zwei Ausführungsformen, Abb.6 einen Schnitt längs der Linie B-B der Abb. 7 und Abb.7
einen Schnitt längs der L1riieA-A der Abb. 6.
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Beidem Filter nach Abb. i sind zwei stegförmige Dauermagnete i und
i' vorgesehen, deren Nord- bzw. Südpol durch je eine Weicheisenplatte 2 bzw. 2'
miteinander verbunden sind. Der Filterraum wird somit begrenzt von den beiden Dauermagneten
i und i' sowie von den Platten 2 und 2'. Von der Platte 2, die Nordmagnetismus aufweist,
ragen in den Filterraum Stäbe 3 hinein und entsprechend von der südmagnetisierten
Platte 2' Stäbe 4. Wie aus dem Schnitt Abb. 2 ersichtlich, bilden diese Stäbe ein
Gitter, wobei nebeneinanderliegende Stäbe entgegengesetzten Magnetismus zeigen.
Der gesamte Filterraum, der von der zu filtrierenden Flüssigkeit durchflossen wird,
ist somit von einem praktisch gleichmäßigen magnetischen Streufluß durchsetzt. Die
in der zu filtrierenden Flüssigkeit befindlichen ferromagnetischen Teile werden
von den einzelnen Stäben an:-gezogen und von diesen festgehalten.
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Zur Reinigung des Filters werden die Weicheisenplatten 2 und 2' von
den. Magneten abgehoben, wodurch die Platte und damit die mit. ihnen verbundenen
Stäbe unmagnetisch werden nud die angezogenen ferromagnetischen Stoffe freigeben.
Aus diesem Grunde ist es' zweckmäßig" die Verbindung zwischen Weicheisenplatten
und Magneten durch leicht lösbare Schraubenverbindungen herzustellen.
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Durch Versuche wurde festgestellt, daß mit einem derartigen Filter
aus i l Wasser, in welchem - o,9i g chemisch reines Eisen aufgeschlämmt waren, praktisch
die gesamte Eisenmenge, nämlich o,9o g, bei einem einmaligen Durchgang, der Flüssigkeit
durch das System herausgefiltert werden können.
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Das Magnetfilter nach Abb. 3 unterscheidet sich von dem in Abb. i
und 2 dargestellten dadurch, daß an Stelle der Stäbe Spiralen 5 und 6 vorgesehen
sind. Hierdurch wird eine Oberflächenvergrößerung erzielt, die sich einerseits strömungstechnisch
günstig auswirkt und außerdem einen starken Streufluß hervorruft. Da infolge der
verhältnismäßig geringen Starre einer Spirale die Möglichkeit besteht, daß die einzelnen
Spiralen unter Einwirkung der strömenden Flüssigkeit miteinander in Berührung treten,
ist es zweckmäßig, sie mit einem magnetisch . isolierenden Stoff, wie Gummi oder
keramische Masse, zu umkleiden, so daß eine unmittelbare magnetische Berührung von
Spiralen verschiedener Polarität vermieden wird.
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Bei den Ausführungsformen nach Abb. i bis 3 kann es zweckmäßig sein,
in dem Filterraum einen Filtereinsatz aus nichtferromagnetischem Werkstoff, wie
Gummimasse, keramische Masse, Messing o. dgl., vorzusehen. Dieser in den Zeichnungen
nicht dargestellte Einsatz hat den Zweck, die Magnete vor Verschmutzungen und Angriffen
durch das zu filtrierende Mittel zu schützen.
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An Stelle der stegförmigen Dauermagnete kann auch ein einzelner geschlossener
Dauermagnet verwendet werden, beispielsweise in Form eines Ringes. Die Magnetfilter
nach den Abb.4 und 5 sind mit derartigen Dauermagnetringen 7 bzw. 8 ausgerüstet,
die derart magnetisiert sind, daß die obere Kante des Ringes beispielsweise Nord-
und die Unterkante des Ringes Südmagnetismus zeigt. Der Ringraum, der gleichzeitig
Filterraum ist, wird durch je eine Weicheisenplatte 9, 9' bzw. i o, i o' abgedeckt.
Für den Durchtritt der Flüssigkeit sind diese Platten mit Bohrungen versehen, deren
Größe in Anpassung an die Eigenart der zu filtrierenden Flüssigkeit zu wählen ist.
In den Filterraum ist ein Filtereinsatz i i bzw. 12. aus nichtferromagnetisch em
Werkstöff eingelassen. Bei der Ausführungsform nach Abb.4 sind als eigentliche Filterteile
gelochte Blechplatten 13 aus Weicheisen vorgesehen, die von den Magneten aus über
die Weicheisenplatten 9 und 9', zwischen denen ein magnetisches Feld besteht, magnetisch
erregt werden und auf diese Weise einen filtrierenden Streufluß erzeugen. Bei der
Abb. 5 dagegen ist der Raum in dem Filtereinsatz 12 mit Kugeln i ¢ angefüllt. Der
Kraftlinienfluß tritt hier ähnlich wie bei der Einrichtung nach Abb.4 von der Weicheisenplatte
i o über den Filtereinsatz hinweg auf die Kugeln 14 über. In jeder Kugel tritt ein
magnetischer Spannungsabfall ein, und dieser bildet ein Streufeld aus, das die abzufiltrierenden
ferromagnetischen Teile anzieht. Die Kugeln sind zweckmäßigerweise mit einer magnetisch
isolierenden Masse zu umhüllen. Die Ausfüllung des Filterraumes mit Kugeln ist "besonders
vorteilhaft. Die magnetische Wirkung ist nämlich an den Stellen, an denen sich die
einzelnen Kugeln punktförmig berühren,, am stärksten, so daß sich an diesen Stellen
die filtrierenden Teilchen zunächst sammeln und den übrigen Raum für den ungehinderten
Durchtritt der zu filtrierenden Flüssigkeit frei lassen. Die Reinigung der Filter
nach Abb.4 und 5 erfolgt in. einfacher Weise durch Herausnehmen des gesamten Filtereinsatzes,
nachdem zu diesem Zweck eine der Weicheisenplatten entfernt worden ist. Mit Rücksicht
hierauf wird
z wec 'k mäßi,- C eine der Weicheisenplatten 9 bzw.
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i o leicht lösbar angeschraubt, während die zweite Weicheisenplatte
g' bzw. io' durch Lpten, Schweißen oder Vernieten mit den Magneten fest verbunden
sein kann. Das Herausnehmen des Filtereinsatzes aus dem Filter hat zur Folge, daß
die Filterteile unmagnetisch werden und somit beispielsweise durch Spülen leicht
von den anhaftenden abfiltrierten Teilchen befreit werden können. Für die magnetisch
zu erregenden Filterkörper kann an Stelle der Kugelform auch eine andere Form gewählt
werden, beispielsweise die eines Ellipsoides. Auch kann der Filterraum beispielsweise
mit Spänen aus Weicheisen angefüllt werden.
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Gute Filterwirkungen werden je nach Beschaffenheit der zu filtrierenden
Flüssigkeit auch erzielt mit einem Gewebe aus Weicheisen, bei welchem Kette und
Schuß entgegengesetzt polarisiert sind. In Abb. 6 und ; ist ein Magnetfilter dargestellt,
in das ein solches Filtergewebe eingebaut ist. Der Magnet 15 hat die Form
eines Rechteckes. Der Innenraum des Rechteckes ist abgeschlossen durch ein- oder
mehrmals gelochte Weicheisenplatten 16, 16'. In den von dem Magneten
aus den Weicheisenplatten umschlossenen Filterraum ragen von jeder Deckplatte je
zwei einander gegenüberliegende Ansätze 18, i3' und i9, i9' hinein. Die gegenüberliegenden
Ansätze haben somit gleiche Polarität. Zwischen diesen Ansäten ist das Filtergewebe
17 in geeigneter Weise befestigt, z. B. durch Einklemmen oder mit Hilfe eines
Filtereinsatzes aus nichtmagnetischem Werkstoff, in welchem das Gewebe untergebracht
ist. Die Schußfäden erstrecken sich beispielsweise von dem südmagnetisierten Ansatz
18 zu dem ebenfalls südmagnetisierten Ansatz i S', während sich die Kettfäden von
dem nordmagnetisierten Ansatz i 9 zu dem gegenüberliegenden Ansatz i c)' erstrecken.
Die Drähte des Gewebes sind durch Umkleiden mit keramischem NVerkstoff, Gummi o.
dgl. gegeneinander zu isolieren. Es können natürlich auch mehrere derart angebrachte
Gewebe übereinander vorgesehen werden.