DE4137608C2 - Vorrichtung zur Filterung von mit magnetisierbaren und nicht magnetisierbaren Feststoffen beladenen Flüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zur Filterung von mit magnetisierbaren und nicht magnetisierbaren Feststoffen beladenen FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung der in An
spruch 1 angegebenen Gattung.
Eine derartige kombinierte Vorrichtung, bei der ein Filter
vlies einerseits und eine Magnetwalze andererseits vorgese
hen ist, ist aus einem Prospekt "Barnes-Drill-Fabric-
Coolant-Cleaning-Filters" bekannt. Die bekannte Vorrich
tung ist konstruktiv sehr aufwendig. Dort wird im Bereich
der Filtervliesabwurfseite über eine Flüssigkeitsförderrin
ne der Vorrichtung die Flüssigkeit zugeführt, wobei im Mit
telbereich des Vliesbandes eine vergleichsweise schmale
Magnetwalze vorgesehen ist und zwischen Magnetwalze und
wirksamer Filtervliesoberfläche ein Umlenkblech, derart,
daß die Flüssigkeit zunächst zwischen Magnetwalze und Um
lenkblech geleitet wird und von den an der Magnetwalze an
haftenden magnetisierbaren Teilen an das andere Ende des
Umlenkbleches gefördert wird, dort umgelenkt wird, um dann
unterhalb des Umlenkbleches das breitere Filtervlies zu be
netzen. Werden zwischen Magnetwalze und Umlenkblech grobe
re Partikel von der zu filternden Flüssigkeit eingespült,
kann es zu erheblichen Betriebsstörungen und zum Still
stand der Anlage kommen.
Filteranlagen ohne Magnetwalze sind in unterschiedlichen
Ausführungen bekannt. Hier sei lediglich als Beispiel auf
die DE 36 40 504 A1, die DE 38 11 932 A1 oder die DE 38 08 968 A1,
DE-GM 72 18 709, letztere mit umlaufendem Filterband, ver
wiesen.
Bei diesen bekannten Vorrichtungen werden die Feststoffe
allgemein auf den Filterbändern abgelagert, unabhängig da
von, ob sie magnetisierbar sind oder nicht, und taktweise
mit dem Filterband ausgetragen. Dabei wird regelmäßig die
zu filternde Flüssigkeit über die als Hohlwelle ausgebilde
te zentrische Welle zugefügt. Die Feststoffe setzen sich
am Vlies ab, die Flüssigkeit läuft durch das Vlies und das
Kettenband hindurch in Schwerkraftsrichtung nach unten und
wird dann einer weiteren Verwendung zugeführt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit
der die Funktionsfähigkeit einer Vorrichtung mit Filter
vlies und Magnetwalze verbessert, das Arbeitsergebnis opti
miert und mit der, anders als bei der gattungsgemäßen Lö
sung, eine Trennung zwischen Filterkuchen und magnetisier
baren Gegenständen möglich gemacht wird.
Mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Entfernung der
magnetisierbaren Feststoffe aus der benetzenden Flüssigkeit
nur der sich in Drehrichtung der Walze gesehene, aus der
Flüssigkeit aushebende Endbereich der Magnetwalzenoberfläche
und zur Weiterförderung der erfaßten Feststoffe wenigstens
ein Teil der sich daraus ergebenden unbenetzten Walzenoberfläche
vorgesehen ist.
Dadurch, daß sich der benetzte, magnetisch wirksame Bereich
der Magnetwalzenoberfläche in Drehrichtung gesehen aus der
Flüssigkeit heraus nach oben in den unbenetzten Zustand be
wegt, wird erreicht, daß vergleichsweise früh magnetisier
bare Feststoffe an die verholzte Oberfläche angezogen wer
den und diese sofort über den unbenetzten Walzenteil abge
fördert werden können. Der sich durch die magnetisierbaren
Stoffe bildende Belag auf der Magnetwalzenoberfläche wirkt
dabei zusätzlich als Förderkamm oder -rechen, insbesondere
auch für grobe, nicht magnetisierbare Teile, die dann
gleichzeitig unmittelbar mit ausgetragen werden, d. h. sie
belasten die spätere weitere Filtration der Flüssigkeit
über das Filtervlies nicht.
Bei der konstruktiven Ausgestaltung dieses Erfindungsgedan
kens können unterschiedliche Wege eingeschlagen werden. So
sieht die Erfindung in einer Ausgestaltung einer Vorrich
tung mit einer sich gleichsinnig zum Filtervlies und der
einlaufenden Flüssigkeit bewegenden Magnetwalze vor, daß
die Magnetwalze von einem Abschirmblech im Einlaufsbereich
der zu filternden Flüssigkeit gegen unmittelbare Benetzung
geschützt ist.
Dies hat den Vorteil, daß eine Konstruktion möglich ist, die
ein tangentiales Einströmen der Flüssigkeit möglich macht,
wobei die Feststoffe erst nach einem Durchlauf der Abschirmzone
in den Bereich der Magnetwalze gelangen. Damit
wird auch erreicht, daß fortlaufend das Filtervlies im Einlaufbereich
freigespült wird, wodurch ein hoher Durchsatz
erhalten bleibt.
Bei einer anderen Gestaltung, bei der sich die Magnetwalze
gegensinnig zum Filtervlies und der einlaufenden Flüssigkeit
bewegt, ist vorgesehen, daß der Einlaufbereich der zu
filternden Flüssigkeit so relativ zur Magnetwalze angeordnet
ist, daß diese zunächst von der zu filternden Flüssigkeit
im Gegenstrom beaufschlagt wird, wobei danach die
Flüssigkeit in den Filterraum zwischen Magnetwalze und Filtervlies
gelangt.
Diese Ausgestaltung ermöglicht neben einer optimalen Entfernung
der magnetisierbaren Elemente aus der Flüssigkeit
unmittelbar beim ersten Anströmen der Flüssigkeit an die
Walze, daß es mit einfachen Mitteln möglich ist, auch die
entommenen magnetisierbaren Teile vom Filterkuchen zu
trennen und im Kopfbereich der Magnetwalze von jener abzuheben.
Zu diesem Zwecke sieht die Erfindung, unabhängig davon,
welche Gestaltungsart herangezogen wird, auch vor, daß die
Magnetwalze mit wengistens einem Abstreifelement zum Abstreifen
der aufgenommenen Metallteile ausgerüstet ist.
Das Abstreifblech kann dabei so angeordnet sein, daß ein
synchrones Auswerfen mit dem Filterkuchen möglich ist,
zweckmäßig ist es aber auch, den Abstreifvorgang zur Trennung
der ausgefilterten Medien heranzuziehen.
Um letzteres mit einfachen Mitteln zu ermöglichen, ist in
weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß das Abstreifelement
zum Abstreifen der aufgenommenen Metallteile mit einem Abwurf
der Metallteile in einen besonderen Behälter ausgerüstet
ist.
Je nach Größe der Vorrichtung kann es zweckmäßig sein,
nicht nur seitlich an den Magnetwalzen, sondern auch im
Mittelbereich Stützrohre bzw. Stützringe vorzusehen, wobei
bei einer solchen Bauweise es zweckmäßig sein kann, zwischen
den in der Mitte angeordneten Stützringen eine Flüssigkeitsfüllstandsonde
vorzusehen, die natürlich auch an
einer anderen Stelle der Vorrichtung angebracht sein kann.
Diese an sich bekannte Füllstandsonde ermöglicht es nach
Beschreiben eines gewissen Füllstandes, der unmittelbar
auf das Zusetzen des Filtervlieses schießen läßt, den Vorschub
des Filtervlieses über die Kettenbänder vorzunehmen,
und zwar so lange, bis der Flüssigkeitsspiegel wieder ab
sinkt, was insbesondere dann geschieht, wenn frisches,
nicht zugesetztes Filtervlies zum Filtern zur Verfügung
steht.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Magnetwalze als Wal
ze mit Ringpolen in Fein- oder Grobeinteilungen oder als
Walze mit Längspolenteilung oder als Walze mit begrenztem
Magnetfeld ausgebildet ist.
Im letzteren Fall der Null-Zonen-Walze kann ggf. auch das
Abschirmblech entfallen, da hier automatisch trotz Be
netzung der Magnetwalze ein Anziehen der magnetisierbaren
Teilchen nicht im Einlaufbereich der Flüssigkeit vorgenom
men wird, wenn die Magnetzone eine entsprechende Lage ein
nimmt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine Seitenansicht auf eine Vorrichtung in verein
fachter Darstellung,
Fig. 2 einen Schnitt etwa nach Linie II-II in Fig. 1 in
unterschiedlichen Vorrichtungsaussichtsebenen,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungs
form der Vorrichtung in vereinfachter Darstellung
sowie in
Fig. 4 einen Teilausschnitt aus einer Magnetwalze nach
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung werden bei den unter
schiedlichen Ausführungsformen insbesondere gemäß Fig. 1
bzw. Fig. 3 die gleichen Bezugszeichen für funktional glei
che Bauteile verwendet, ggf. ergänzt durch ein " ′ ".
Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete, vereinfacht wie
dergegebene Vorrichtung wird beispielsweise von einem aus
Edelstahl oder einem anderen, nicht magnetisierbaren Metall
bestehenden Gehäuse 2 gebildet, durch das die zu behandeln
de Flüssigkeit geführt wird. Dafür ist ein Einlaufkanal 3
vorgesehen, der mit seinem vorderen Abgabeende 4 in einen
Spalt eingreift, der quer an der Vorrichtung routierbar ge
lagerten Magnetwalze 5 einerseits und einem Endlosketten
band 6 andererseits gebildet ist, wobei das Kettenband 6
mittels Umlenkrollen 7 und Führungsrollen bzw. Führungsrin
gen 8 in der sich aus Fig. 1 bzw. Fig. 3 ergebenden Form
geführt ist. Das Kettenband 6 kann z. B. aus Edelstahl,
aber auch aus Kunststoff gefertigt sein, wobei die Füh
rungsrollen 8 zweckmäßig ebenfalls aus einem Kunststoff be
stehen.
Wenigstens eine der Führungsrollen 7, die Rolle 7′ ist mit
einem Motor 9 zum Antrieb ausgerüstet, wobei der Motor 9
über Getrieberäder 10 und 11 auch zur Drehung der Magnet
walze 5 ausgebildet ist.
In seinem, einen Umschließungsgrad von etwa 180° bildenden,
in Schwerkraftsrichtung oben liegenden Bereich wird das
Kettenband 6 von einem Filtervlies 12 in Bandform abge
deckt, welches aus einem Reservoir von einer Vorratsrolle
13 abgezogen wird und mit Filterkuchen belegt in einen Ab
wurf 14 eingeführt wird.
Wie sich insbesondere aus Fig. 1 noch ergibt, wird die Ma
gnetrolle 5 bereichsweise von einem Abschirmblech 15 gegen
unmittelbare Beaufschlagung durch die mit dem Feststoff be
haftete zu filternde Flüssigkeit geschützt, derart, daß
sich nur im vorderen Auswurfbereich des Vliesbandes 12 an
der mit dem Antrieb versehenen Umlenkrolle 7, der Umlenk
walze 7′ ein freies Segment der Magnetrolle 5 gegenüber
den nicht näher dargestellten Filterkuchen gilt. Zum Aus
tragen der magnetisierbaren Teile ist ein Abstreifblech 16
mit einer Förderrinne 16a vorgesehen. Der aktive benetzte
Bereich der Magnetwalze 5 ist mit 19, der benetzungsfreie
Förderbereich bis zum Abstreifblech 16 mit 20 bezeichnet.
Die Wirkungsweise ist dabei die folgende:
Die Bohremulsion od. dgl. wird in den Einlaufkanal 3 in
den Spalt zwischen Abstandblech 15 und vom Kettenband 6 ge
tragenen Filtervlies eingeleitet. Der vordere Bereich wird
durch diesen gebildeten Spalt jeweils freigespült, so daß
sich in Fig. 1 etwa der linken Figurenhälfte im linken un
teren Quadranten der Magnetrolle 5 bzw. der Gesamtvorrich
tung ein Filterkuchenansatz bildet, auch so, daß der freie
Bereich der Magnetwalze 5 benetzbar bzw. von den magneti
sierbaren Teilchen beaufschlagbar ist.
Der unmittelbar von magnetisierbaren Teilchen erreichbare
Teil der Magnetwalze ist mit einer Klammer bezeichnet und
trägt das Bezugszeichen 19. Erkennbar wird dieser Teil der
Magnetwalze bei der angegebenen Drehrichtung nach oben aus
dem Bereich der unmittelbaren Flüssigkeitsbenetzung ausge
hoben.
Die gefilterte Flüssigkeit durchdringt das Filtervlies und
wird unten über einen Abfluß 17 abgeleitet. Zur Überprü
fung des Füllstandes der Flüssigkeit in der Vorrichtung
ist zwischen zwei mittleren Führungsringen 8a und 8b eine
Sonde 18 vorgesehen, die bei Benetzung ihres vorderen Be
reiches den Motor 9 aktiviert, derart, daß das Filtervlies
einerseits und die Magnetrolle andererseits um ein bestimm
tes Maß vorgezogen wird. Dabei werden über die Schableiste
16 die magnetisierbaren Teilchen von der Magnetwalze 5 ab
geschoben.
In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Er
findung dargestellt, wobei der wesentliche Unterschied
ist, daß dort die Magnetwalze 5′ sich gegen die Vorschubbe
wegung des Filtervlieses 12 bewegt. Die Magnetwalze 5′
kann beispielsweise permanent umlaufen.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird die zu filternde
Flüssigkeit über den Einlaufkanal 3 zugeführt, wobei das
vordere Abgabeende 4′ die Strömung so führt, daß diese zu
nächst den mit 19′ bezeichneten Bereich der Magnetwalze 5′
berührt, derart, daß dort unmittelbar die magnetisierbaren
Teile anhaften können und nach oben in den unbenetzten Be
reich der Magnetwalze 5 aushebbar sind. Über die Schablei
ste 14′ können diese Teile dann von der Magnetwalze 5′ ab
genommen werden und einem besonderen Aufnahmebehälter 14a
zugeführt werden.
In Fig. 4 ist noch ein Ausschnitt aus einer Magnetwalze
dargestellt mit Ringpolelementen 21 bzw. 22 und zwischenge
stalteten Spurenelementen 23, wobei die Spalte zwischen
den Ringpolelementen mit Ringscheiben 24 zur Bildung einer
glatten Walzenoberfläche überdeckt sind.
Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele noch
in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken
zu verlassen. So kann zur Straffung des Kettenförderers ei
ne der Umlenkrollen 7, z. B. in Fig. 1 die untere, mit 7a be
zeichnete Rolle, als Spannrolle ausgebildet sein. Die Zu
führrinnen 3 können als Schwingförderer gestaltet sein.
Dies gilt beispielsweise auch für die Förderrinne 16a zum
Abtransport der magnetisierbaren Teilchen beim Ausführungs
beispiel gemäß Fig. 1 u. dgl. mehr.
Claims (8)
1. Vorrichtung (1) zur Filterung von mit magnetisierbaren und
nicht magnetisierbaren Feststoffen beladenen Flüssigkeiten,
insbesondere von Schleif- und Bohrwässern, von Schmieremulsionen
für die spanende Bearbeitung von Werkstoffen,
mit einer rotierenden, teilweise von der zu reinigenden
Flüssigkeit benetzten Magnetwelle (5) zur Entfernung magnetisierbarer
Teilchen aus der Flüssigkeit und/oder aus einem
sich bildenden Filterkuchen und mit einem über koaxial zur
Magnetwalze (5) angeordneten Führungsrollen (7) und ein
Kettenband geführtes, von einem Reservoir (13) abgezogenes
Vlies- oder Filterband (12),
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Entfernung der magnetisierbaren Feststoffe aus der
benetzenden Flüssigkeit nur der sich in Drehrichtung der
Walze (5) gesehene, aus der Flüssigkeit aushebende Endbereich
(19) der Magnetwalzenoberfläche und zur Weiterförderung
der erfaßten Feststoffe wenigstens ein Teil (20) der
sich daraus ergebenden unbenetzten Walzenoberfläche vorgesehen
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer sich gleichsinnig zum
Filtervlies und der einlaufenden Flüssigkeit bewegenden Magnetwalze,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetwalze (5) von einem Abschirmblech (15) im
Einlaufbereich der zu filternden Flüssigkeit gegen unmittelbare
Benetzung geschützt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer gegensinnig zum
Filtervlies und der einlaufenden Flüssigkeit bewegenden Magnetwalze,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlaufbereich der zu filternden Flüssigkeit so relativ
zur Magnetwalze angeordnet ist, daß diese zunächst
von der zu filternden Flüssigkeit im Gegenstrom beaufschlagt
wird, wobei danach die Flüssigkeit in den Filterraum
zwischen Magnetwalze und Filtervlies gelangt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetwalze (5) mit wenigstens einem Abstreifele
ment (16) zum Abstreifen der aufgenommenen Metallteile aus
gerüstet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abstreifelement (16, 16′) zum Abstreifen der aufge
nommenen Metallteile mit einem Abwurf (16b) der Metalltei
le in einen besonderen Behälter (14a) ausgerüstet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß seitlich an der Magnetwalze (5) und wenigstens im Mit
telbereich Stützrollen oder Stützringe (8a, 8b) vorgesehen
sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen zwei in der Mitte angeordneten Stützringen
(8a, 8b) eine Flüssigkeitsfüllstandsonde (18) vorgesehen
ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetwalze (5) als Walze mit Ringpolen in Fein-
oder Grobeinteilungen oder als Walze mit Längspolenteilung
oder als Walze mit begrenztem Magnetfeld (Zonen-Walze) aus
gebildet ist.
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