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Kombiniert magnet-mechanisch wirkendes Flüssigkeitssiebfilter
Die Erfindung
betrifft ein kombiniert magnetmechanisch wirkendes Flüssigkeitssiebfilter mit zwischen
zwei Magneten eingesetzten Filtersieben, insbesondere zum Reinigen von Flüssigkeit,
z. B. tSlen, Ölemulsionen, Kühlmedien für Werkzeugmaschinen, Kraft- und Arbeitsmaschinen
u. dgl.
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Bei der Gestaltung kombiniert magnet-mechanischer Ölfilter besteht
das Problem, das zu filternde Medium in dünnen bzw. dünnsten Fäden durch ein magnetisches
Filter zu führen, das eng genug ist, um die magnetischen Bestandteile weitestgehend
aus dem Filtergut zu entnehmen. Ein solches Filter muß gleichzeitig bei einfacher
baulicher Ausbildung ein mechanisches, für die nichtmagnetische Verunreinigung des
Mediums bestimmtes Filter aufweisen. Die Durchflußgeschwindigkeit muß wenigstens
am Anfang gering sein.
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Richtungsänderungen des Filterstromes sind für die Verbesserung der
Enteisenung zweckmäßig.
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Dahin gehende Bemühungen in der Herstellung solcher Filter haben bisher
nicht zu einer ausreichenden Lösung geführt.
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Bei einem bekannten Durchlauffilter dienen Formen wie Topf, Siebe
u. dgl. nur als Behälter für aus zerkleinertem bzw. gekörntem Magnetstahl be stehende
Filtermassen. Die Reinigung erfolgt innerhalb dieser. Das verwendete Sieb bildet
den Tragbehälter für die Filtermasse sowie Zu- und Abgang für die Flüssigkeit. Vorgesehen
ist noch zusätzlich ein mechanisch wirkendes Filter für Vor- oder Nachschaltung.
Die Unterteilung der Filtermasse kann durch siebförmige Zwischen-
scheiben
aus Weicheisen erfolgen, die aber nicht als Filterorgane dienen. Es ist nicht möglich,
mit diesem Filter eine dosierte feine gleichmäßige Filterung des Mediums durchzuführen
(deutsche Patentschrift 838 582).
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Bei einem bekannten Dauermagnetfllter sind gelochte Weicheisenplatten
oder Drähte zwischen Magnetpolen angeordnet. Dadurch ergeben sich nur diagonale
Magnetfelder zwischen den Polen, während im System völlige Neutralität herrscht,
so daß in dessen Mitte auftretende Abriebteilchen ungehindert hindurchtreten können
(deutsche Patentschrift 734 137).
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Bei einem anderen bekannten Filter mit Magnetabscheider und einer
Strömung in axialer Richtung sind hintereinandergeschaltete Siebscheiben in einem
rohrförmigen magnetischen Feld angeordnet.
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Dabei strömen die Kraftlinien von dem Magnetpol aus und gelangen möglichst
dicht an den Magnet zum Gegenpol des Systems zurück. Abriebteilchen, die etwa in
die Mitte des Systems gelangen, werden dabei kaum von dem Kraftfeld erfaßt und vermögen
durch das System ungehindert hindurchzuströmen (deutsche Patentschrift 697 826).
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Bei einem weiteren Ölfilter werden topf- oder zylindrische Siebe
um die Magnetpole gelegt, die grobe Schmutzteile vom Magnetsystem fernhalten sollen.
Die die Pole umgebenden Gewebe liegen dabei nicht im Kraftfeld der Magnete (deutsche
Patentschrift 522 827).
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Bei einem anderen bekannten Vorschlag sind wohl flache und fremderregte
Zwischenscheiben zwischen einer Mehrzahl von Filtersieben vorgesehen. Diese bezwecken
aber, nur die einzelnen Siebpakete gleichmäßig zusammenzupressen (USA.-Patentschrift
1 996 wo6).
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Ein anderes Filter weist zwischen den Mänteln zylindrischer Filtersiebe
mit Strömung von innen nach außen an diesen anliegende Polschuhe aus magnetisierbarem
Werkstoff auf, so, daß jeder Siebe mantel dadurch innerhalb eines magnetischen Kraftflusses
gelegen ist. Hierbei ist es jedoch nicht möglich, das zu filternde Medium so durch
das Filter zu führen, daß am Anfang die Geschwindigkeit gering ist, um dem Filterstrom
Gelegenheit zu geben, den mitgeführten Schmutz abzulagern (USA.-Patentschrift 2
I4g 764).
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Bei einem anderen mechanisch und magnetisch wirkenden Filter ist
zwischen zwei Magneten ein aufgerolltes Siebbündel bzw. ein welliges Blechbündel
vorgesehen. Dadurch verläuft der Strom in der Senkrechten. Vorgesehene Ringkammern
sind magnetisiert, und die Siebe liegen quer zur Längsachse. Indem die Siebe hintereinander
angeordnet sind, und zwar in Richtung der Längsachse des Gerätes, sind sie im inneren
und äußeren Umfang durch nichtmagnetische Mäntel abgedichtet, so daß der Durchgang
von unten nach oben nur in der Senkrechten erfolgt. Außerdem sind zwischen den Sieben
Abstandsringe vorgesehen, die zur Vermeidung des Kurzschließens der Magnetströmung
dienen und um an den magnetisierten Kanten der Siebe mehr Raum zum Ansammeln von
magnetischen Teilen aus der Strömung zu geben. Der Mangel eines gleichzeitigen seitlichen
bzw. waagerechten Einströmens des Mediums läßt hier die Reinigung nur beschränkt
erreichen (USA.-Patentschrift 2 508 666).
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Bei einem permanentmagnetischen Filter ist bekannt, einen axial liegenden
Stabmagnet zu verwenden, der mit entsprechenden Polkappen ausgestattet ist, zwischen
denen ein Spaltfllter liegt. Die Ringplatten sind abwechselnd weichmagnetisch und
antimagnetisch. Dadurch kann der Ölstrom nicht in feinste Fäden aufgespaltet werden,
vielmehr können nur, entsprechend dem Abstand der Ringplatten voneinander, flache
ringförmige Strahlen erreicht werden (deutsche Patentschrift 847 943).
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Eine bekannte Anordnung schlägt schließlich noch ein mechanisches
Feinstsieb für Öl bzw. Benzin vor, bei dem Spannplatten vorgesehen sind, zwischen
denen Filterleder schräg eingespannt ist und wobei der Durchlauf von oben nach unten
und der Zufluß des zu reinigenden Mediums von innen nach außen erfolgt. Diese Ausbildung
ist dahin begrenzt, daß nur sehr geringe Durchlaufquerschnitte im Innenrohr und
den Öffnungen der Platten verfügbar sind, wodurch der Filtervorgang eine erhöhte
Durchflußgeschwindigkeit erfcrdert und sich also der Durchgang zwangläufig in Richtung
von innen nach außen rasch mit Schmutzteilchen anreichern kann, bis eine vollständige
Verstopfung eintritt, also die Filterelemente selbst noch wirksam sein können, aber
durch die eingetretene Verstopfung daran gehindert werden (britische Patentschrift
I26 447, 1919).
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende kombiniert magnet-mechanisch
wirkende Flüssigkeitssiebfilter mit zwischen zwei Magneten eingesetzten Filtersieben,
insbesondere zum Reinigen von Flüssigkeit, z. B. Olen, Ölemulsionen, Kühlmedien
u. dgl., kennzeichnet sich gegenüber den erörterten bekannten Ausführungen durch
zwischen den Filtersieben angeordnete, an diesen schlüssig anliegende Stützplatten
aus magnetisierbarem Werkstoff, die an der oberen Außenwand Öffnungen zum waagerechten
Zulauf und am unteren Innenrand zum waagerechten Ablauf der zu filternden Flüssigkeit
zum Filterinneren aufweisen.
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Ein solches Filter erfüllt die eingangs aufgestellten Bedingungen
und angestrebten Aufgaben in einer einfachen wirkungsvollen Weise, nämlich das Medium
wird zum Durchfluß durch Siebe gezwungen, die in einem magnetischen Kraftfeld angebracht
sind. Diese Siebe bewirken dabei den Durchfluß des Filtergutes in dünnen Fäden,
sie wirken sowohl magnetisch wie auch gleichzeitig mechanisch. Die Durchflußgeschwindigkeit
ist bei dem zylindrisch ausgebildeten Filter von außen nach innen gerichtet, d.
h., der schmutzbeladene Filterstrom hat am Anfang die geringste Geschwindigkeit.
Der Zulauf bei der Filterstromführung liegt waagerecht, der Durchfluß erfolgt senkrecht
durch das waagerecht liegende Sieb, und schließlich erfolgt ein waagerechter Abfluß
in einer zweimaligen Richtungsänderung des Filterstromes im Magnet-
feld.
Dadurch wird schließlich erreicht, daß ein besonders gutes, bisher nur mit wenig
einfachen Mitteln erreichtes Ergebnis gewährleistet wird. Dabei unterscheidet sich
der Erfindungsgegenstand gegenüber rein mechanischen Filtern durch seine magnetmechanische
Ausbildung, nämlich durch magnetisierbare Siebe insofern, als diese Siebe flach
auf liegen und der Durchlauf von oben nach unten und der Durchfluß des zu reinigenden
Mediums von außen und die Abführung von innen erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Flüssigkeitssiebfilter kann weiter so ausgebildet
sein, daß mehrere gleiche Einheiten aus einer Mehrzahl Filtersiebe und einer entsprechenden
Anzahl Stützplatten zwischen je zwei Magneten zu einem Paket zusammengefaßt sind.
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Schließlich kann die Anordnung eines solchen Flüssigkeitssiebfilters
noch so getroffen sein, daß zwischen zwei oder mehreren Filtersieben mit Stützplatten,
jedoch ohne Magnete, solche mit Magnetstäben od. dgl. angeordnet sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Abb. I ein Flüssigkeitssiebfilter aus unterteilten Filtereinsätzen,
und zwar einem Paket aus Sieben und Stützplatten zwischen zwei Magneten, Abb. 2
eine Anordnung aus zwei solchen Paketen mit drei Magneten, Abb. 3 eine weitere Anordnung
aus Filtersichen mit Stützplatten und Stabmagneten und abwechselnd Sieben mit Stützplatten
ohne Stabmagnete und Abb. 4 eine Siebscheibe mit Anordnung der Stabmagnete in einer
Stützplatte in Draufsicht.
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Die Anordnung nach Abb. I zeigt im Längsschnitt einen Magnetsiebfilter
mit Gehäusen. Die Flüssigkeit strömt in Pfeilrichtung waagerecht in das Gehäuse
a ein und ebenso aus. Im Gehäusedeckel b ist ein Bolzen g aufgenommen, auf dem in
bekannter Weise Filtersiebe c mit erfindungsgemäßen Stützplatten d aufeinandergereiht
sind.
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Unterhalb des Deckels liegt ein zweipoliger Magnet e, also mit N-
und iS-Polen; unterhalb desselben gegen den Boden hin ist ein zweiter gleichartiger
Magnet f angeordnet. Der Bolzen g hält die Teile c, d, e und f unter Zwischenlage
einer Unterlagsscheibe h durch die Flügelmutter i am Deckel b fest.
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Die in Pfeilrichtung von außen eintretende zu reinigende Flüssigkeit
gelangt im Sinne der kleinen Pfeile, also von oben, waagerecht durch spaltartige
Öffnungen unter die magnetisierbaren, flach aufliegenden Filtersiebe c an den Stützplatten
d und durch die Siebe hindurch. Der Strom bewegt sich weiter entlang der Unterfläche
der nächsten Platte d, um dann durch radiale Offnungen der betreffenden Platte d
in den Innenraum eines Paketes, also insgesamt in dreimal geänderter Stromrichtung,
zu gelangen. Die strömende Flüssigkeit gelangt hierauf in gereinigtem Zustand in
senkrechtem Verlauf in den oberen Deckelraum und tritt von unten in Pfeilrichtung
wieder aus dem Filter aus.
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Zur magnet-mechanischen Funktion liegen sämtliche Filtersiebe c und
die Stützplatten d zwischen den Magneten e und f. Diese bestehen zweckmäßig aus
Eisen als magnetisierbarem Werkstoff. Da die Siebe c schlüssig an den Stützplatten
d liegen, befinden sie sich innerhalb von Magnetfeldern, so daß sie magnetisch werden.
In der strömenden Flüssigkeit vorhandene Eisenteilchen setzen sich somit auf dem
Strömungsweg an den magnetischen Gewebedrähten und zusätzlich an den Stützplatten
d fest, während sich der Schlamm zwischen den Maschen einklemmt, wodurch nur vollständig
eisenteilchen-und schlammfreie Flüssigkeit das Filter verläßt.
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Wird eine größere Anzahl von Sieben c und Stützplatten d eingebaut,
besteht in Einzelfällen die Gefahr, daß das Magnetfeld in der Mitte eines solchen
Paketes zu schwach bleibt, um feinste Eisenteilchen zurückzuhalten. Eine für solche
Fälle geeignete Weiterbildung ist in Abb. 2 gezeigt. Hier sind mehrere Pakete zusammengefaßt,
z. B. zwei Pakete mit drei Magneten e, e und f. Dadurch ist in jedem Paket ein genügend
starkes Magnetfeld verfügbar.
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Abb. 3 zeigt eine andere Anordnung, bei der zwischen jeweils zwei
oder mehreren Filtersieben c mit Stützplatten d ohne Magnete Einheiten c, d mit
Magnetstäben k vorgesehen sind. Diese im Gehäuser zu einem Paket aus sieben Lagen
zusammengesetzte Einheit wird von einer auf den Bolzen g aufgebrachten Verschluß-
oder Spannplatte 1 getragen.
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Die Verwendung einer solchen Anordnung ist dann zweckmäßig, wenn
eine starke Magnetwirkung erreicht werden soll.
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Abb. 4 zeigt schließlich eine Siebscheibe c mit mehreren Reihen eingesetzter
zylindrischer Stabmagnete k in einer Stützplatte in Draufsicht.
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Zum Reinigen der verschiedenen Anordnungen wird nach Abb. I die Mutter
j und der Magnet f bzw. die Verschluß- oder Spannplatte l nach Abb. 3 ab- bzw. das
Paket c, d oder c, d, k herausgenommen und die einzelnen Elemente von den anhaftenden
Schlamm- und Eisenteilen befreit. Da die Magnetpole dabei keine Wirkung mehr auf
die herausgenommenen Elemente ausüben, lassen sich die anhaftenden Eisenteile und
der Schlamm durch Abbürsten leicht entfernen. In umgekehrter Folge wird der Zusammenbau
der Elemente zum weiteren Betrieb eines solchen Filters vorgenommen.