DE1241928B - Magnetmechanisches Filter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

BOId

Deutsche Kl.: 23 c -1/06

Nummer: 1241 928

Aktenzeichen: M 67462 VI a/23 c

Anmeldetag: 29. November 1965

Auslegetag: 8. Juni 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetmechanisches Filter zum Entfernen von magnetischen Teilchen aus Strömungsmitteln, wobei das Filter eine mit Öffnungen versehene, siebartige, hohle, metallische Innenhülse besitzt, die an ihren beiden Enden je eine Abschlußklappe mit übergreifenden Rändern aufweist, hinter welche auswechselbar ausgebildete Magnetstäbe greifen, die mit Abstand voneinander um die Innenhülse herum angeordnet sind.

Es sind bereits derartige magnetmechanische Filter bekanntgeworden, um deren Innenhülse herum axial magnetisierte Magnetstäbe mechanisch festgehalten sind. Die Magnetstäbe sind dabei derart angeordnet, daß sich jeweils zwei entgegengesetzte Pole von beiden Enden des Filters aus in einer mittleren Zone um das Filter mit Abstand voneinander axial gegenüberstehen. Dadurch entstehen in dieser Zone zwischen jeweils zwei gegenüberstehenden Stäben homogene Magnetfelder.

Nachteilig ist bei derartigen bekannten Filtern, daß der Abstand zweier benachbarter Magnetstäbe relativ eng gewählt werden muß, um ein gleichmäßig dichtes Magnetfeld in einer relativ schmalen Ringzone um das Filter zu erhalten, und daß die durch besondere mechanische Vorrichtungen am Filter befestigten Magnetstäbe sich für Reinigungszwecke nicht mit der gewünschten Leichtigkeit vom Filter entfernen bzw. am Filter befestigen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter zu schaffen, bei dem der Abstand der benachbarten Magnetstäbe wesentlich größer als bei den bekannten Magnetfiltern gewählt werden kann, und daß dabei trotzdem ein gleichmäßig dichtes Magnetfeld ausreichender Stärke über der gesamten Länge des Filters und nicht nur in einer relativ schmalen Ringzone um das Filter erhalten wird, wobei die Magnetstäbe sich außerdem zur Filterreinigung leicht vom Filter entfernen bzw. in das Filter wieder einsetzen lassen.

Erfindungsgemäß ist das Filter derart ausgebildet, daß die Magnetstäbe im wesentlichen durch magnetische Anziehungskräfte an der Innenhülse in ihrer Lage festgehalten sind.

Dabei kann es von Vorteil sein, daß die Innenhülse nach innen oder außen sich öffnende Einbuchtungen aufweist, in die die Magnetstäbe zur Abstandhaltung einlegbar sind.

Nach einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel nach der Erfindung kann zwischen den Magnetstäben und der Innenhülse unmagnetisches feinmaschiges Filtermaterial angeordnet sein, das die Innenhülse umgibt.

Zweckmäßigerweise ist das Filtermaterial wellen-Magnetmechanisches Filter

Anmelder:

Marvel Engineering Company,

Chicago, JH. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,

Pullach (Isartal), Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:
Walter J. Kudlaty, Elmhurst, JlL;
Robert N. Luchetta, Bensenville, JlL;
Robert T. Sochor, Berwyn, JlL (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Januar 1965
(425 207)

förrnig ausgelegt, wobei die Magnetstäbe zur Abstandhaltung in Wellentälern liegen, die auf der Innenhülse aufliegen.

Es kann weiter von Vorteil sein, die Innenhülse auswechselbar auszubilden.

Nach einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel nach der Erfindung bestehen die Magnetstäbe in an sich bekannter Weise aus dünnen, unmagnetischen Zylinderhülsen, in die mehrere relativ kurze Stabmagnete eingesetzt sind, wobei die benachbarten Pole zweier Stabmagnete gleichnamig sind. Hierdurch wird eine äußerst starke Feldliniendifferenz bewirkt, die auch eine besonders intensive Wechselbeziehung zur magnetisch leitenden Innenhülse herstellt und damit die Haftkraft der Magnetsläbe an der Innenhülse gegenüber den bekannten Filtermagnetstäben aus einem homogenen Magnetkörper wesentlich begünstigt. Außerdem bieten die hier vorgeschlagenen inhomogenen Magnetstäbe mit im wesentlichen senkrecht zur Filterachse verlaufenden Magnetlinien im Gegensatz zu den homogenen Magnetstäben mit im wesentlichen axial gerichteten Feldlinien den Vorteil, den Abstand der Magnetstäbe bei gleicher Filterdichte erhöhen zu können.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den schematischen Zeichnungen zeigt

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Fig. 1 eine Seitenansicht eines Filters nach der d.h. beispielsweise in der Größe von etwa hundert-

Erfindung mit Ausbrechungen, stel Millimetern. Das Rohr besteht aus nicht magneti-

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 1, sierbarem Material, so daß die magnetischen Kraft-

F i g. 3 zwei Magnetstäbe mit zwischen den Stäben linien der darin enthaltenen Einzelmagnete 21 durch

angedeuteten magnetischen Feldlinien, 5 es hindurchtreten können; Aluminium hat sich hier-

F i g. 4 eine Seitenansicht eines anderen Filters für als zweckmäßig erwiesen. Bei der Darstellung

nach der Erfindung, nach F i g. 3 sind in jedem solchen Rohr 20 in an

F i g. 5 einen Querschnitt durch die Innenhülse des sich bekannter Weise eine Anzahl von Einzelmagne-

Filters nach F i g. 4, ten 21 angeordnet.

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine andere Innen- io Aus F i g. 3 geht auch die Polarität der Magnete

hülse. 21 hervor. Man sieht, daß die Einzelmagnete derart

In der folgenden Beschreibung werden gleiche angeordnet sind, daß aneinanderliegende Enden von

Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. gleicher Polarität sind und sich damit gegenseitig ab-

Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Filter hat stoßen. Auf diese Weise treten die Feldlinien, wie

eine Abschlußkappe 1 mit Wandung 1 α und einen 15 dies schematisch in F i g. 3 dargestellt ist, nach außen

am Umfang verlaufenden Ringflansch 2. Die Ab- durch das Rohr 20 hindurch, und die verschiedenen

schlußkappe hat weiter einen Anschlußstutzen 3 mit Magneteinheiten 8 können mit einem größeren Ab-

durch diesen führender Mittelbohrung 3 α. Mit Ab- stand voneinander angeordnet werden als bei den

stand von der ersten Kappe ist eine zweite End- bekannten Filtern, und trotzdem besteht zwischen je

kappe 4 mit einer Endfläche Aa und einem Ring- 20 zwei solchen Magneteinheiten ein diese im ganzen

flansch 5 vorgesehen. Zwischen den Kappen 1 und 4 Zwischenraum überdeckendes Magnetfeld. Damit hat

erstreckt sich eine siebartige hohle Innenhülse 6, be- die »Filterfläche« zwischen zwei Magneteinheiten 8

stehend aus mit Öffnungen versehenem magnetisier- eine maximale Größe, und an irgendeiner Stelle zwi-

barem Material, wie z. B. Stahl. Durch eine öffnung sehen zwei solchen Einheiten hindurchtretende

1 b in der Wandung 1 α ist der Raum in der Innen- 25 magnetisierbare Teilchen werden entweder an eine

hülse mit der mittleren öffnung 3 α in Verbindung. Magneteinheit oder die andere gezogen. Die Einzel-

Die Innenhülse 6 ist von einem Filtermaterial oder magnete können aber auch mit Abstand voneinander

Sieb 7 aus feinmaschigem nichtmagnetischem Mate- angeordnet sein, wobei sich ein Abstand von kleber

rial umgeben, welches zweckmäßig in der besonders als 4 cm als besonders günstig erwiesen hat. Natür-

gut aus F i g. 2 ersichtlichen Weise gewellt angeord- 30 lieh kann man auch einen guten magnetischen

net ist. An den Innenoberflächen der Endflächen la »Schirm« erhalten, wenn bei einer Vielzahl von

und 4 a befinden sich Verbindungsschichten M, die Magneteinheiten 8 auf einem Umfangskreis gleiche

im Eingriff mit den gegenüberliegenden Enden des oder einander abstoßende Magnetpole liegen, wobei

Filtermaterials sind. aber aneinander anliegende Magnetpole gleiches

Am Umfang des Filters sind mehrere Magnet- 35 Vorzeichen haben bzw. sich abstoßen,

einheiten 8 mit Abstand voneinander angeordnet. Die Da bei der in F i g. 3 dargestellten Anordnung der

Magneteinheiten 8 sind vorzugsweise relativ dünne, Magnete 21 dieselben sich im Rohr 20 voneinander

lange, zylindrische Bauteile, etwa nach Art eines wegzudrücken suchen, sind die Magnete 21 im Rohr

Bleistiftes. Jede Magneteinheit 8 liegt innen in einem 20 in der dargestellten Lage aufeinandergedrückt und

der Wellentäler la zwischen zwei etwa radial ab- 40 festgehalten. Die Enden der Rohre 20 sind in beliebi-

slehenden Abschnitten Ib des Filtermaterials 7. ger Weise verschlossen, um die Magnete 21 entgegen

F i g. 2 zeigt, daß diejenigen besonderen Einwölbun- deren Trennkraft in der gezeigten Lage zu halten,

gen, in welchen die Magneteinheiten 8 zu liegen korn- Die Enden der Rohre 20 können zusammengedrückt

men, einen breiteren Bodenabschnitt haben, und ihre sein, und es können geeignete Stöpsel od. dgl. in die

Seitenwände divergieren mit einem größeren Winkel 45 sonst offenen Enden der Rohre 20 eingefügt sein, um

als die Seitenwände der anderen, keine Magneteinhei- die Einzelmagnete 21 in der gezeigten Stellung zu

ten aufnehmenden Einwölbungen im Filtermaterial 7. halten. Durch die Anwendung von vielen relativ

Die Einwölbungen la entstehen bei der Herstellung kurzen Permanentmagneten in jeder Magneteinheit 8

beispielsweise dadurch, daß man auf einer bestimm- bilden die magnetischen Feldlinien praktisch eine

ten Breite (in Umfangsrichtung gesehen) des Filter- 50 Filterfläche für magnetisierbare und damit anzieh-

materials 7 keine wellenartigen Auswölbungen vor- bare Teilchen in dem zu filternden Strömungsmittel,

sieht. Dadurch, daß das magnetische Feld relativ breit ist,

Wie F i g. 1 zeigt, sind die Magneteinheiten 8 vor- kann man auch einen größeren Abstand als bisher zugsweise etwas langer als der Abstand zwischen den zwischen den Magneteinheiten 8 wählen. Auf diese Kanten der gegenüberliegenden Flansche 2 und 5 55 Weise entsteht eine vollständige Umhüllung des und etwas kurzer als der Abstand zwischen einer eigentlichen Filters durch einen Schirm aus Magnet-Schicht M und der Kante des gegenüberliegenden feldlinien. Damit erhält man neben der verringerten Flansches. Auf diese Weise können die Magneteinhei- Anzahl von Magneteinheiten 8 für eine gegebene FiI-ten 8 sowohl bei der ursprünglichen Herstellung des tergröße eine äußerst große Filterfläche: Daraus erFilters als auch dann, wenn sie zum Entfernen der 60 gibt sich, daß die Standzeit zwischen notwendigen daranhaftenden magnetisierten Späne gereinigt wer- Reinigungen relativ groß ist.

den müssen, in einfacher Weise von Hand eingesetzt In den F i g. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführung

und herausgenommen werden. des erfindungsgemäßen Filters mit Magneteinheiten 8

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß jede Magnetein- dargestellt. Das Filter selbst hat gemäß F i g. 4 zwei heit 8 in an sich bekannter Weise ein zylindrisches 65 Endkappen 31 bzw. 34 und einen Anschluß 33 mit Rohr 20 aufweist. Die Wandung des Rohres 20 ist so Bohrung 33 a. Zwischen den Kappen 31 und 34 erdünn, wie mit Rücksicht auf mechanische Festigkeit streckt sich eine siebartige Innenhülse 35 aus Streck- und der zu erwartenden Abnutzung vertretbar ist, metall. Innerhalb der Hülse 35 ist ein Sieb oder

anderes Filtermaterial 36 angeordnet. Der vom Filtermaterial 36 umgebene Raum steht in Verbindung mit der Auslaßbohrung 33 α. Die Magneteinheiten 8 werden auf magnetischem Wege fest an der Hülse 35 aus Streckmetall gehalten, weshalb deren Material 5 magnetisierbar ist, d. h. von einem Magneten angezogen werden kann. F i g. 5 zeigt, daß die Hülse 35 zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von nach außen offenen und am Umfang mit Abstand angeordneten achsparallelen Ausnehmungen 35« aufweist. Die Magneteinheiten 8 sind in diesen Ausnehmungen 35 a angeordnet, und auf diese Weise erhält man also ein magnetisches Filter, dessen Platzbedarf dem eines nichtmagnetischen entspricht.

F i g. 6 zeigt eine Ausführung, bei welcher solche *5 Ausnehmungen oder Längsnuten, die am Umfang mit Abstand angeordnet und achsparallel sind, innen an der Hülse offen sind, wobei auch in diesem Falle die Magneteinheiten 8 in den Ausnehmungen 35 b liegen. ao

Auch bei dieser Anordnung ist der für die Filterelemente der in F i g. 4 dargestellten Art erforderliche Raumbedarf nicht überschritten, und die Magnetelemente 8 sind darin angeordnet. Natürlich ist bei der Ausbildung nach Fig. 5 das Einsetzen und Herausnehmen der Magneteinheiten 8 einfacher als bei der Ausbildung nach F i g. 6.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Filter beschrieben.

Das zu filternde Strömungsmittel fließt vom Raum um das Filter nach F i g. 1 durch den siebartigen Körper 7 aus nichtmagnetischem Material, von dort durch die Öffnungen im Kern 6 und weiter durch die Bohrung 3 a aus dem Filter heraus. Magnetisch anziehbare Partikeln im Strömungsmittel, wie z. B. Metallspäne, werden in das um das Filter herumgelegte Magnetfeld gezogen und unmittelbar an eine der Magneteinheiten 8, wobei wichtig ist, daß keine Flächen bestehen, durch welche solche Partikeln ohne von einem der Magnete angezogen zu werden, gelangen könnten. Magnetisierbare Teilchen werden also an den Magneteinheiten 8 festgehalten, bevor das Strömungsmittel in den Kern 6 eintritt und von dort zum Verbraucher durch die Bohrung 3 α. Die relativ breiten »Wellentäler« la bieten viel Platz für von den Magneteinheiten 8 eingefangene Partikeln und halten gleichzeitig einen großen Teil des Siebes 7 zwischen den Magneteinheiten 8 frei von magnetisierbaren Teilchen, so daß also zwischen dem Reinigen jeweils eine lange Standzeit ist. Zum Reinigen können die Magneteinheiten 8 in einfacher Weise vom Filter abgenommen und wieder eingesetzt werden. Dies ist von Hand möglich.

Obwohl dargestellt ist, daß die Magneteinheiten 8 im wesentlichen auf den Bodenflächen solcher Längsnuten liegen, die breiter sind als die anderen oder die Seitenwände mit größerer Divergenz haben als die anderen oder bei denen die Seitenwände weiter voneinander entfernt sind als bei den anderen, wird darauf hingewiesen, daß dies lediglich eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung darstellt. Die Magneteinheiten 8 können auch in solchen Nuten untergebracht sein, die identisch mit denjenigen anderen Nuten sind, in denen keine solchen Magneteinheiten liegen. Es wird auch darauf hingewiesen, daß die Magnetelemente 8 nach den F i g. 1 bis 3 magnetisch in bezug auf das Material der Innenhülse 6 in Lage gehalten werden, und zwar durch die Zwischenräume in dem siebartigen Material des Bauteiles 7, wobei dieses siebartige Material feinmaschig und von dünnem Querschnitt ist. Es ist weiter möglich, daß -— obwohl die Innenhülse 6 als rohrförmig im Querschnitt dargestellt ist -— auch ein beliebiger anderer Querschnitt gewählt werden kann, z. B. kann sie gewellt sein, wie das Teil 7 und damit eine gewellt durchbrochene und magnetisch anziehbare Kernschicht bilden, die auf magnetischem Wege in dieser Weise gehaltert wird. In diesem Falle können die Magneteinheiten 8 magnetisch mit der durchbrochenen Schicht oder Lage an geeigneten Stellen in den Wellentälern solcher Schichten gehaltert sein. Obwohl die Magneteinheiten 8 in F i g. 1 so lang sind, daß sie sowohl magnetisch mit der Innenhülse 6 als auch durch das Überlappen mit den Flanschen 2 und 5 der Kappen 1 bzw. 3 verbunden sind, kann man bei besonderen Anwendungsfällen so vorgehen, daß die Magneteinheiten im wesentlichen nur durch Magnetwirkung in der gewünschten Stellung gehalten werden. Dabei können die Magneteinheiten 8 auch kürzer sein als bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1. Es ist weiter möglich, wie der ausgebrochene Abschnitt der F i g. 1 zeigt, daß Filter der dort gezeigten Form Schichten M in den Kappen 1 bzw. 4 haben, die als Verbindungsmittel dienen, und daß die Endabschnitte der Magneteinheiten 8 mit Abstand bezüglich der Schichten M angeordnet sind, so daß die Magneteinheiten 8 in jeder Richtung gleiten können, so daß ein Endabschnitt frei liegend ist, damit er leicht zwischen den Flanschen 2 bzw. 5 herausgenommen werden kann.

Die Verwendung von Rohren 20 mit jeweils darin angeordneten einzelnen zylindrischen Magneten 21 gestattet es, auf einfache Weise Magneteinheiten 8 verschiedener Länge zu erhalten. Die Anordnung der Magnete 21 nach F i g. 4 schafft auf beiden Seiten der Rohre 20 maximale Feldstärken und erzeugt damit eine maximale Breite der Filterfläche zwischen den Magneten, so daß die Filterfläche frei von magnetisierbaren Teilchen gehalten wird und damit eine längere Standzeit zwischen zwei Reinigungen hat. Durch die Anordnung einer Vielzahl von Einzelmagneten 21 in einer Reihe erreicht man, ob sich Einzelmagnete nun anziehen oder abstoßen, ein im wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld über der Länge einer Magneteinheit 8 und vermeidet, daß etwa zwischen den Enden eines Rohres 20 Stellen mit einem erheblichen schwächeren Magnetfeld liegen.

Bei der Ausführung nach den F i g. 4 bis 6 werden Magneteinheiten 8 zusammen mit Filtern verwendet, bei welchen die Filteroberfläche 36 von einer Hülse 35 umgeben ist, die aus magnetisierbarem Material besteht. Die Einwölbungen oder längsgerichtete Nuten in der Hülse 35 gestatten das Einlegen von Magneteinheiten 8, ohne daß man den Raumbedarf eines herkömmlichen Filters entsprechender Bauart vergrößern müßte. Offensichtlich können dann, wenn auf Platzbedürfnisse keine Rücksicht genommen werden muß, die Magneteinheiten 8 durch Magnetisierung an der äußeren Oberfläche einer zylindrisch ausgebildeten Hülse 35 gehalten sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Magnetmechanisches Filter zum Entfernen von magnetisierbaren Teilchen aus Strömungsmitteln, wobei das Filter eine mit Öffnungen versehene metallische, siebartige Innenhülse besitzt,

die an ihren beiden Enden je eine Abschlußkappe mit übergreifenden Rändern aufweist, hinter welche auswechselbar ausgebildete Magnetstäbe greifen, die mit Abstand voneinander um die Innenhülse herum angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetstäbe (8) im wesentlichen durch magnetische Anziehungskräfte an der siebartigen Innenhülse (6; 35) in ihrer Lage festgehalten sind.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse (35) nach innen oder außen sich öffnende Einbuchtungen (35 a, 356) aufweist, in die die Magnetstäbe einlegbar sind.

3. Filter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhülse auswechselbar ausgebildet ist.

4. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Magnetstäben (8) und

der Innenhülse (6) unmagnetisches feinmaschiges Filtermaterial (7) angeordnet ist, das die Innenhülse umgibt.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial (7) wellenförmig ausgelegt ist, wobei die Magnetstäbe (8) in Wellentälern liegen, die auf der Innenhülse (6) auf-

• liegen.

6. Filter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetstäbe aus dünnen, unmagnetischen Zylinderhülsen (20) bestehen, in die mehrere relativ kurze Stabmagnete (21) eingesetzt sind, wobei die benachbarten Pole zweier Stabmagnete gleichnamig sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1863 685;
USA.-Patentschriften Nr. 2 800 230, 2 838 179.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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