FI71070B - Elektromagnetiskt filter - Google Patents

Description

71 070 Sähkömagneettinen suodatin

Keksinnön kohteena on sähkömagneettinen suodatin, joka käsittää käämin ferromagneettista materiaalia ole-5 vien kuulanmuotoisten kappaleiden magnetoimiseksi kote lossa, jonka läpi suodatettava väliaine virtaa.

Edellä mainitunlaatuisia sähkömagneettisia suodattimia on selitetty esim. esitteessä VG3-Speisewasser-tagung 1972, sivut 80-92 otsikolla "Betriebserfarungen 10 mit Elektromagnetfiltern und ihre Anwendunu im Wasser-

Dampfkreislauf von Kraftwerken". Kuulat ovat terästä tai meltorautaa. Niiden halkaisija on n. 6 mm ja niitä käytetään magneettisilla kenttävoimakkuuksilla, jotka ovat 150 000 A/m. Täten voidaan erottaa ferromagneettisia 15 osasia, esim. magnetiittia, jota esiintyy voimalaitosten vesi- ja höyryjohdoissa, jotka ovat rautametallisia raaka-aineita .

Keksinnön tehtävänä on parantaa tällaisten suodattimien erotusastetta. Erityisesti tulee voida erottaa 20 myös paramagneettisia lei juaineita, esim. «*<- -Fe20 Näitä osasia varten on tähän asti käytetty mekaanisia suodattimia, vaikka näitä on pidettävä, esim. suuren virtausvastuksensa vuoksi ja koska ne on Dakko vaihtaa tyhjenemisen jälkeen, haitallisina edellä mainitunlaisiin sähkö-25 magneettisiin suodattimiin verrattuna, jotka eivät kulu vaan jotka voidaan puhdistaa huuhtelemalla.

Keksinnön mukainen ratkaisu on sellainen, että kuulien pinnalla on oleellisesti suuremman läpäisevyvden omaavia erillisiä osasia. Sellaisten erillisten, ts. välin 30 päähän toisistaan kuulanpinnalle asetettujen osasten avulla syntyy kenttävoimakkuusgradientteja, jotka ovat monta kertaa suuremmat tasalaatuisiin kuulanpintoihin verrattuna. Sellaiset suuret magneettiset kenttävoimak-kuudet mahdollistavat myös paramagneettisten leijuaineiden 35 vangitsemisen, ilman että sähkömagneettisille suodattimille _____ ... T: 2 71070 kuulien avulla annettu puhdistusmahdollisuus menetetään tai virtausvastus kohoaa mainittavasti.

Osaset muodostuvat edullisesti amorfisista metalleista. Voidaan käyttää esim. osasia, jotka ovat amorfi-5 sesti magneettisesti pehmeää seosta Fe ja Ni pohjalla.

Näiden osasten alkuläpäisevyys on n. 100 000 verrattuna kuulan perusmateriaalina käytetyn teräksen pyöreästi arvoon 1000 kohoaviin arvoihin. Ne ovat erittäin kovia ja niitä voidaan sen vuoksi valssata sisään magneettisiin, 10 esim. terästä oleviin, kuulien peruskappaleisiin, niin että osasista huolimatta tuloksena on sileä pinta.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa osaset on edullisesti upotettu tekohartsia, lasia tai sentapaista olevaan ei magneettiseen kerrokseen, jotta saadaan säilymään 15 käyttöä varten suotuisa sileä kuulanpinta. Kerroksen paksuus on mahdollisimman tarkasti osasten koon alueella ja se on esim. 10-50 jum, jotta osasten avulla aikaansaatu suurin kenttävoimakkuus esiintyy kuulanpinnalla, ts. kerroksen pinnalla.

20 Edullisesti on osaset sovitettu rasteriksi, jonka rasterimitta on samaa suuruusluokkaa kuin osasten mitoitukset ja erityisesti samaa suuruusluokkaa kuin erotettavat hiukkaset. Osasten suuruus ja rasterimitta ovat esim. n. 1-40 pm. Tämän lisäksi on vielä huomattava, että 25 rasterilla ei tarkoiteta mitään matemaattisesti tarkkaa hahmoa, vaan ainoastaan osasten säännöllistä sovittamista välissä olevine väleineen, jotka ovat välttämättömiä suurien kenttävoimakkuuksien aikaansaamiseksi yksittäisten, toisistaan erotettujen osasten läpi. Osasten ei pidä 30 missään tapauksessa koskettaa toisiaan.

Keksinnön mukaisia kuulia voidaan käyttää sähkömagneettisessa suodattimessa yhdessä ilman osasia olevien kuulien kanssa. Tätä tarkoitusta varten niitä sovitetaan edullisesti samaan koteloon suhteessa 1:1 ja magnetoidaan 35 yhteisellä käämillä. Erityisen edullista on, jos osasilla 3 710 7 0 varustetut kuulat sijaitsevat tässä kotelossa virtaus-suunnassa taaemmassa osassa, virtauksen taoahtuessa alhaalta ylöspäin siis ylemmässä osassa, koska silloin ilman osasia olevat kuulat vangitsevat suurempi ferro-5 magneettisia leijuaineita, kun taas osasilla varustetut kuulat toimivat tämän jälkeen paramagneettisten leiju-aineiden erottamiseksi. Tällöin voi osasilla varustetuilla kuulilla olla pienempi halkaisija kuin ilman osasia olevilla kuulilla. Halkaisijoiden ero voi olla 10 edullisesti esim. 2 mm, niin että käytetään kuulia, joiden halkaisijat ovat 6 ja 4 mm.

Keksinnön yhteydessä käytettyjen osasten valmistamiseksi voidaan menetellä siten, että amorfisia metalleja jauhetaan jauheeksi. Jauhe voidaan sekoittaa teko-15 aineen kanssa ja seos sovitetaan teräskuulille. Tekoaine voi olla seoksessa juoksevassa muodossa, esim. monomeerina tai liuoksena. Mutta voidaan valmistaa myös tekoaine-granulaattia.

Piirustuksen yhteydessä selitetään keksintöä läh-20 emmin. Kuvio 1 esittää suoritusesimerkkinä sähkömagneet tista suodatinta oleellisine osineen voimakkaasti yksinkertaistettuna, kaavamaisena esityksenä. Kuviot 2 ja 3 esittävät kuulien voimakkaasti suurennettuja osaleikkauksia.

Sylinterimäiseksi tehdyssä suodatussäiliössä 1 25 sijaitsee suodattava kerros 2 kuulatäytteen muodossa, jolloin yksittäiset kuulat 3 ovat alemmassa puoliskossa magneettisia teräskuulia, joiden halkaisija on 6 mm ja jotka on mahdollisesti varustettu ruostesuojana toimivalla päällysteellä. Kuulat 3 voivat siten olla esim. nikkelöidyt 30 tai kromitetut.

Kuulatäytteen ylemmässä, virtaussuunnassa taaemmassa puoliskossa olevilla kuulilla 4 on 2 mm. - 3 mmm pienennetty halkaisija ja ne muodostuvat samasta teräksestä, johon on valssattu sisään rauta- ja nikkelipohjäisiä magneettisesti 35 pehmeitä osasia. Osasten läpäisevyys on ainakin 5 kertaa, 71070 edullisesti 20-100 kertaa suurempi kuin teräksen.

Kuulat 4 lepäävät yhdessä kuulien 3 kanssa seula-pohjalla 6. Puhdistettava neste, esim. kattilansyöttö-vesi, pääsee alhaaltapäin sisääntulolaipan 8 kautta suo-5 datussäiliöön 1, jakautuu sitten kimmahduslautasen 9 vaikutuksesta ja kulkee seulapohjan 6 koko pinnan yli likimain tasaisesti jaettuna suodattavan kerroksen 2 läpi. Ulosmenolaipan 10 kautta poistuu puhdistettu neste suo-datussäiliöstä 1. Seulakappale 11 estää, etteivät mukana 10 temmatut kuulat voi poistua suodatussäiliöstä 1.

Suodatussäiliö 1 on magnetointikäämin 14 ympäröimä, joka on asennettu suurelle sähköteholle. Jäähdyttämistä varten muodostetaan yksittäisten tai useiden kierteiden väliin ilmarakoja 15, jotka mahdollistavat nuolien 16 ja 15 17 suunnassa tulevan jäähdytysilman läpimenon. Jäähdytys- ilma virtaa nuolien 18 suunnassa ylöspäin.

Koko laitetta kannattaa tukivarustelu 19, jolloin lovilla varustettu renkaanmuotoinen kappale 20 toimii sekä käämin 14 että myös suodatussäiliön 1 tukemiseksi.

20 Käämi 14 on mitoitettu korkeudeltaan ja sovitukseltaan suodattavan kerroksen suhteen siten, että kuulatäyte 2 työntyy ylöspäin ja alaspäin n. 10 cm käämin 14 rajoitus-pintojen yli. Suodatin on päällytetty ylhäältä reikälevyllä 21 ja alhaalta reikälevyllä 22.

25 Käämin 14 sähköteholla ei ole suuret arvot aino astaan suodattimen magnetoimiseksi, pikemminkin tulevat myös huuhtelutapahtuman yhteydessä välttämättämiksi, suuret magnetoinnin poistamisvirrat, koska teräskuulista 3, 4 muodostuva suodattava kerros 2 ei vaadi ainoastaan suurta 30 magnetointityötä vaan magneettiset kuulat 3, 4 tarvitsevat myös magnetoinnin poistamiseksi vastaavasti voimakkaita magneettikenttiä. Käyttötasajännitteen aikaansaamiseksi voidaan käyttää tyristoriohjausta, joka on rakennettu siten, että se toimii myös magnetoinnin poistamiseksi, 35 jolloin alhaisemman taajuuden omaava vaimeneva vaihto- 5 710 7 0 jännite tai vaihdellen vastakkaisen napaisuuden omaava katkotasavirta sallivat virtojen alentumisen nolla-arvoon saakka.

Kuvio 2 esittää liioitellun suurena esityksenä 5 kuulien 4 yksityiskohtia. Havaitaan magneettisesta teräk sestä muodostuva peruskappale 24, jonka halkaisija on 4 mm. Peruskappaleen 24 pinnalle 25 on sijoitettu valssaamalla osasia 26, jotka on muodostettu amorfisista metalleista, joilla on oleellisesti suurempi läpäisevyys kuin kuula-10 peruskappaleiden teräksellä. Rauta- ja nikkelipohjäiset osaset on kuviossa 2 esitetty suurennettuina, sillä niiden kokomitat ovat n. 40 um.

Kuvio 2 esittää, että yksittäiset osaset 26 ovat pinnassa toisistaan erotettuina, ts. kahden vierekkäisen 15 osasen 26 välissä on välitila 27, jossa peruskappaleen teräs muodostaa kuulan pinnan. Tästä on tuloksena rasteri-sovitus rasterimitoituksen ollessa samaa suuruusluokaa kuin osasten koko.

Kuvion 3 mukaisen suoritusesimerkin yhteydessä on 20 magneettista terästä olevalle kuulaperuskappaleelle 24 sovitettu esim. 50 um paksu kerros 28, joka on tekoainetta, esim. polytetrafluorieteeniä, polyamidia tai sentapaista, johon osaset 26 on upotettu välin päähän toisistaan. Osaset 26 voivat jälleen olla amorfista metallia. Ne sovitetaan 25 esim. tekoaineen avulla aikaansaadun seoksen muodossa kuula- peruskappaleiden 24 päälle.

Claims (10)

71070 Patenttivaatimukset f

1. Sähkömagneettinen suodatin, joka käsittää käämityksen ferromagneettista materiaalia olevien kuulanmuo- 5 toisten kappaleiden magnetoimiseksi kotelossa, jonka läpi suodatettava väliaine virtaa, tunnettu siitä, että kuulanpinnalla (25) on oleellisesti suuremman läpäisevyyden omaavia erillisiä osasia (26).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkömagneettinen 10 suodatin, tunnettu siitä, että osaset (26)on vals sattu sisään magneettiseen kuulaperuskappaleeseen (24).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu siitä, että osaset (26) on upotettu tekohartsia, lasia tai sentapaista olevaan ei mag- 15 neettiseen kerrokseen (28).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu siitä, että osaset (26) on sovitettu rasteriksi, jonka rasterimitalla on sama suuruusluokka kuin osasten (26) mitoituksilla.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu siitä, että osaston koko ja rasterimitta ovat n. 1-40 um.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu amorfisista metal- 25 leista osasten raaka-aineena.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu siitä, että osasilla varustettuja kuulia (4) ja ilman osasia olevia kuulia (3) on sovitettu koteloon (1) suhteessa 1:1.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sähkömagneettinen suodatin, tunnettu siitä, että osasilla (26) varustetut kuulat (4) sijaitsevat virtaussuunnassa ilman osasia olevien kuulien (3) takana.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen sähkömag- 35 neettinen suodatin, tunnettu siitä, että osasilla (26) varustetuilla kuulilla (4) on pienempi halkaisija kuin ilman osasia olevilla kuulilla (3). 71070

10. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisten kuulien valmistamiseksi, tunnettu siitä, että amorfiset metallit jauhetaan jauheeksi, että jauhe sekoitetaan tekoaineen kanssa ja että seos sovitetaan teräs-nj kuulille. 71070