DE1197569B - Magnet-mechanisches Durchlauffilter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WXW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

ClOm

BOId
Deutsche KL: 23 c-1/06

Nummer: 1197 569

Aktenzeichen: St 23257 VI a/23 c

Anmeldetag: 26. Januar X965

Auslegetag: 29. Juli 1965

Die Erfindung betrifft ein Durchlauffilter zur magnetischen und mechanischen Filterung von Flüssigkeiten, das eine im Inneren des mit mit einer Einlaufund Auslauföffnung versehenen Gehäuses angeordneten Magnetvorrichtung und eine dieser zugeordneten Siebvorrichtung aufweist. Solche Filter werden insbesondere dazu verwendet, um aus Flüssigkeiten, wie öl oder Kühlmittel, ferromagnetische und unmagnetische Verunreinigungen auszufiltern. Das Filter kann dabei als Ansaug- oder Rücklauffilter verwendet werden.

Ansaug- und Rücklauffilter mit kombinierter magnetischer und mechanischer Filterung sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Es handelt sich hierbei im allgemeinen um Filterbauarten, bei denen ein mechanisches Filter nachträglich oder zusätzlich mit einer Magnetvorrichtung ausgerüstet wird, oder aber um Magnetfilter, die zusätzlich mit einer Siebvorrichtung versehen werden.

Die bekannten Filter haben jedoch den Nachteil, daß sie sich im Betrieb verhältnismäßig leicht zusetzen, wodurch erhebliche Druckverluste im Filter auftreten, oder daß sie bei magnetischer Sättigung der Filterflächen verschleißfördernde Verunreinigungen durchlassen. Erfahrungsgemäß lagern sich die magnetischen Verunreinigungen bevorzugt an den Stellen ab, wo die dem Filter zufließende Flüssigkeit auf die ersten magnetischen Kraftlinien auftrifft. Es stellen sich daher vor allem an diesen Stellen unter Umständen sehr rasch Filterverstopfungen ein, sofern nicht, was jedoch durchweg nicht der Fall ist, ein großer Ablagerungsraum zur Verfügung steht, in dem sich die Verunreinigungen ansammeln können. Von Nachteil ist ferner, daß insbesondere bei engen Ablagerungsräumen bereits ausgefilterte Verunreinigungen durch den Flüssigkeitsstrom, der sich einen Weg durch das Filter bahnen muß, wieder losgerissen werden. Selbst eine strömungstechnisch gute Formgebung der Filtervorrichtungen wird durch diese Ablagerungen wirkungslos, weil durch die Ablagerungen unvermeidlich Wirbelungen auftreten, die sich auf die Ausfilterung ungünstig auswirken.

Die Erfindung bezweckt, ein Filter zu schaffen, das in der Herstellung und betrieblichen Verwendung einfacher sowie von vergleichsweiser billiger Ausführung ist und dem die genannten Nachteile der bekannten Filter nicht anhaften. Insbesondere bezweckt die Erfindung eine solche Ausbildung und Anordnung der Magnetvorrichtung des Filters, daß die magnetischen Verunreinigungen beim Eintritt des Flüssigkeitsstroms in das Filter zwangläufig in die stärkste Kraftlinienkonzentration hineintreffen müs-Magnet-mechanisches Durchlauffilter

Anmelder:

Stelzner & Co., Kettwig/Ruhr, Essener Str. 11

Als Erfinder benannt:
Heinrich Stelzner, Essen

sen, wobei zugleich für die Ablagerung der magnetischen Verunreinigungen ein großer Raum zur Ver-

*5 fügung steht. Darüber hinaus hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Magnetvorrichtung so anzuordnen, daß sie zwar von der zufließenden Flüssigkeit bespült wird, aber nicht im Hauptdurchfluß der Flüssigkeit liegt.

Gemäß der Erfindung besteht die Magnetvorrichtung aus einem permanenten Kurzfeldmagneten und mindestens einem permanenten Langfeldmagneten, der im Durchmesser wesentlich dünner ist als der Kurzfeldmagnet und der auf dem Kurzfeldmagneten so befestigt ist, daß sein Magnetfeld dem zufließenden Flüssigkeitsstrom entgegengerichtet ist, wobei die genannte Magnetvorrichtung von einer mechanischen Siebvorrichtung umgeben ist. Der Kurzfeldmagnet kann aus mehreren hintereinandergeschalteten scheibenförmigen Permanentmagneten bestehen, zwischen denen zweckmäßig Weicheisenplatten angeordnet werden. Der Langfeldmagnet ist demgegenüber vorzugsweise so angeordnet, daß der eine seiner Pole der Zulauföffnung des Filtergehäuses zugewandt ist.

Bei einer solchen Ausbildung der Magnetvorrichtung gelangt die zuströmende Flüssigkeit zunächst in das dichte Kraftlinienfeld des Langfeldmagneten, unter dessen Wirkung ein großer Teil der magnetischen Verunreinigungen abgeschieden wird. Erst nach Passieren des Langfeldmagneten gelangt die Flüssigkeit, gegebenenfalls nur ein Teilstrom derselben, in den Wirkungsbereich des Kurzfeldmagneten, wo noch etwaige verbliebene magnetische Verunreinigungen zur Ablagerung kommen. Von der Magnetvorrichtung strömt dann die Flüssigkeit radial nach außen durch die dort angeordneten Siebelemente hindurch, die in bekannter Weise magnetisch induziert sein können, so daß hier neben einer mechanischen Filterung ebenfalls eine magnetische Filterung erzielt wird. Der Durchfluß der Flüssigkeit durch die die Magnetvorrichtung umgebenden Siebelemente wird auch durch stärkere Ablagerungen an den Ma-

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gneten nicht behindert, da nach dem Eintritt der Flüssigkeit in den Filter deren Hauptströmungsrichtung radial nach außen gerichtet ist, die Flüssigkeit also nicht insgesamt an dem Magneten seitlich vorbeizufließen braucht. S

Die genannten Siebelemente bestehen vorzugsweise aus zwei bekannten Siebzylindern, deren Stirnseiten zweckmäßig der Auslauf- bzw. Einlauföffnung zugewandt sind und die vorteilhafterweise konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Magnetvorrichtung in dem inneren Siebzylinder, im Abstand von dessen Mantelfläche, gehalten ist. Auf diese Weise wird ein sehr großer Ablagerungsraum in dem Filter geschaffen, so daß Verstopfungen weitgehend vermieden werden. Da zudem der Ablagerungsraum außerhalb der eigentlichen (radialen) Durchflußrichtung liegt, wird die Gefahr eines Mitreißens bereits abgelagerter Verunreinigungen durch den Flüssigkeitsstrom vermieden.

Um den Flüssigkeitsstrom zwangsweise an die ao Stelle in das Magnetfeld zu führen, an der die stärkste Kraftlinienkonzentration vorliegt, kann ein in das Filtergehäuse hineinragender Einlaßstutzen vorgesehen sein. Der Filtereinsatz selbst ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er zwecks Reinigung mit einigen wenigen Handgriffen ausgebaut, zerlegt und anschließend wieder ebenso mühelos zusammengesetzt und montiert werden kann. Zu diesem Zweck ist an der Rückseite der Magnetvorrichtung zweckmäßig eine Basisplatte angeordnet, an der die Siebzylinder gehalten oder abgestützt sind. Die Verbindung der Basisplatte mit der Magnetvorrichtung erfolgt zweckmäßig allein auf magnetischem Wege, wobei selbstverständlich die Basisplatte aus Weicheisen hergestellt sein muß. Es ist auf diese Weise möglich, die Basisplatte mit den Siebzylindern mit einem einzigen Handgriff von der Magnetvorrichtung zu trennen. Die Magnete können dabei an einem gemeinsamen Haltebolzen angeordnet sein, der mit einem Gewindeansatz für ein Zentrier- und Distanzstück versehen ist, welches den gesamten Filtereinsatz in dem Filtergehäuse festlegt.

Nach einem weiteren, an sich selbständigen Erfindungsmerkmal ist in dem Filter ein Durchgang vorgesehen, durch den die Flüssigkeit bei Erreichen des Sättigungsgrades des Filters ohne nennenswerte Druckverluste hindurchströmen kann, und dessen Durchlaßquerschnitt demgemäß etwa gleich dem Durchlaßquerschnitt der Einlauf- und Auslauföffnungen ist. Die Anordnung ist dabei zweckmäßig derart getroffen, daß der innere Siebzylinder an der der Auslauföffnung zugewandten Stirnseite einen Ringansatz aufweist, der mit Durchlaßöffnungen versehen ist, deren Durcbiaßquerschnitt erheblich größer 1st als die Maschenweite bzw. der Durchlaßquerschnitt der einzelnen Sieböffnungen. Zugleich kann der äußere Siebzylinder auf seiner der Zulaufseite zugewandten Stirnfläche mit einem entsprechenden Ringansatz versehen sein. Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart getroffen, daß der Gesamt-Öffnungsquerschnitt der in den Ringansätzen der Siebzylinder angeordneten Durchlaßöffnungen etwa gleich dem Durchlaßquerschnitt der Zulauföffnung ist, während der Gesamtdurchlaßquerschnitt der Siebzylinder selbstverständlich erheblich größer ist als der Zulaufquerschnitt.

Die Zeichnung zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 ein Filter gemäß der Erfindung im Vertikalschnitt dargestellt als Saugfilter,

Fig. 2 das Filter gemäß Fig. 1, jedoch in der Verwendung als Rücklauffilter,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III der F i g. 2,

Fig. 4 in Seitenansicht den Magneteinsatz gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine Einzelheit des erfindungsgemäßen Magneteinsatzes,

F i g. 6 und 7 in Seitenansicht die Siebzylinder gemäß der Erfindung.

Das Durchlauffilter besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1 mit einem Boden 2 und einem leicht lösbaren Verschlußdeckel 3. Die Zuführung der Flüssigkeit erfolgt über einen Einlaßstutzen 4, der bei der Anordnung gemäß Fig. 1 (Saugfilter) im Boden2, bei der Anordnung gemäß F i g. 2 (Rücklauffilter) dagegen im Deckel 3 des Filtergehäuses angeordnet ist. Die diametral gegenüberliegende entweder am Deckel 3 oder am Boden 2 angeordnete Auslauföffnung ist mit 5 bezeichnet.

Die in dem Filter angeordnete Magnetvorrichtung besteht aus einem permanenten Kurzfeldmagneten 7 und aus einem permanenten Langfeldmagneten 8, dessen eine Polfläche der Zulauföffnung bzw. dem in das Filtergehäuse hineinragenden Einlaßstutzen 4 zugewandt ist. Der Kurzfeldmagnet 7 ist in bekannter Weise aus mehreren scheibenförmig ausgebildeten und unter Zwischenlage von Weicheisenplatten 20 aufeinandergestellten Magneten 7', 7", T" usw. aufgebaut, wobei an der äußeren, der Zulauf öffnung 4 zugewandten Weicheisenscheibe 20 der Langfeldmagnet 8 angeordnet ist. Der mehrteilige Kurzfeldmagnet 7 weist einen unmagnetischen Gewindebolzen 9 auf, der durch axiale Öffnungen der Magnetscheiben 7', 7" usw. hindurchgesteckt und endseitig an der den Langfeldmagneten 8 trägenden Weicheisenplatte befestigt ist.

Die axial zwischen der Einlauf- und der Auslauföffnung in dem Filtergehäuse 1 angeordnete Magnetvorrichtung liegt in einem Siebsystem, das in an sich bekannter Weise aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Siebzylindern 12 und 14 besteht. Die beiden Siebzylinder weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf, so daß zwischen den Mantelflächen der Siebzylinder ein Ringraum 21 gebildet wird. An der Auslaufseite des Filters stützen sich die Siebzylinder 12 und 14 an einer Basisplatte 10 ab, die aus Weicheisen gefertigt ist und eine zentrale Bohrung 11 aufweist, durch die der Bolzen 9 mit seinem Gewindeabschnitt hindurchgreift. Die Basisplatte 10 dient als magnetischer Gegenpol und wird durch Magnetkraft auf dem Kurzfeldmagneten 7 gehalten. Außerdem dient die Basisplatte 10 zur Abstützung und Halterung der Siebzylinder 12 und 14. Der äußere Siebzylinder 12 ist dabei zweckmäßig fest mit dem Rand der Basisplatte verbunden, während für den inneren Siebzylinder 14 an der Oberfläche der Basisplatte eine Ringnut 13 od. dgl. angeordnet ist, in der sich der Siebzylinder 14 lose abstützt. An der anderen Seite stützen sich die Siebzylinder 12 und 14 an entsprechenden Ringnuten 22 und 23 ab, die in dem Boden 2 bzw. dem Deckel 3 des Filtergehäuses angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht es, den Filtereinsatz, d.h. die beiden Siebzylinder mit der Basisplatte sowie die Magnetvorrichtung mit einigen wenigen Handgriffen voneinander zu trennen und wieder zusammenzusetzen.

Die Befestigung des Magneteinsatzes an der Basisplatte 10 erfolgt mit Hilfe eines etwa sternförmigen, aus unmagnetischem Werkstoff hergestellten Zentrier- und Distanzstückes 17 (F i g. 5) das an der Auslaufseite 5 des Gehäuses angeordnet ist und sich hier in einer Ringnut 24 mit seinen Rändern abstützt. Das Zentrier- und Distanzstück weist am Umfang Durchbrechungen 26 auf, durch die die Flüssigkeit aus dem Inneren des Filters zu dem Auslauf 5 gelangen kann. Durch Aufschrauben des Zentrier- und Distanz-Stückes 17 auf den aus der zentralen Bohrung 11 der Basisplatte IG herausragenden Gewindeansatz des Bolzens 9 werden die Magnetvorrichtung und die Siebvorrichtung miteinander verbunden.

Der Siebzylinder 14 ist an der der Basisplatte zugewandten Seite mit einem Ringansatz 30 versehen, der an seinem Umfang Öffnungen 15 aufweist, deren Öffnungsquerschnitt erheblich größer ist als der Öffnungsquerschnitt der einzelnen Sieblöcher in den Siebzylindern. Einen entsprechenden Ringansatz 31 weist der äußere Siebzylinder 12 auf, der in diesem Fall jedoch der Einlauföffnung 4 zugewandt ist. Auch die in diesem Ringansatz angeordneten Löcher 16 besitzen einen Durchlaßquerschnitt, der um ein mehrfaches größer ist als der Durchlaßquerschnitt der einzelnen Öffnungen in den Siebmänteln. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Gesamtöffnungsquerschnitt der Öffnungen 15 und 16 jeweils etwa dem Querschnitt der Zulauföffnung 4 und der Auslauföffnung 5 entspricht.

Die durch den Einlaufstutzen 4 zufließende Flüssigkeit trifft gezielt in das starke Magnetfeld M (F i g. A) des Langfeldmagneten 8, an dem sich die magnetisierbaren Verunreinigungen somit ablagern können. In der magnetischen Verästelung der Ablagerungen verfangen sich auch nichtmagnetische Verunreinigungen, was sich günstig auf die Siebbelastung auswirkt. Ein Vorbeifließen der gesamten Flüssigkeit an den Kurzfeldmagneten 7, deren Magnetfelder mit M bezeichnet sind, wird durch die geschlossene Basisplatte 10 unterbunden. Die Flüssigkeit muß vielmehr den Weg durch die beiden Siebzylinder 14 und 12 nehmen. Dabei kann ein Teilstrom die Durchlaßöffnung 15 und 16 passieren. Der durch die Durchlaßöffnung 15 gelangende Teilstrom verhindert, daß im Innenraum des Filters seitlich neben der Magnetvorrichtung ein Flüssigkeitsstau eintritt. Außerdem wird hiermit erreicht, daß bei Verstopfung des Siebzylinders 14 der Flüssigkeitsdurchfluß nicht unterbunden, sondern nunmehr aus- schließlich seinen Weg durch die Öffnungen 15 des Siebzylinders 14 nehmen kann.

Es ist ersichtlich, daß schwerere, nichtmagnetische Verunreinigungen sich am Boden des Filtereinsatzes sammeln können. Aus diesem Grunde sind die Durchlaßöffnungen 16 des Siebzylinders 12 (Fig. 1) mit Abstand vom Boden angeordnet.

Verunreinigungen, die die Durchlaßöffnungen 15 des Siebzylinders 14 passieren, gelangen in den Abflußsog und werden vom Siebzylinder 12 zurückgehalten. Die Durchlaßöffnungen 16-'dieses Siebzylinders befinden sich im »Durchflußschatten«, sie haben die Aufgaben, den vollen Durchfluß zu gewährleisten, wenn die Reinigung des Filters nicht rechtzeitig erfolgt ist. Wie erwähnt, entspricht der Durchlaßquerschnitt durch die Öffnung 15 und 16 etwa dem Querschnitt der Anschlußleitungen. Er ist aber in jedem Fall wesentlich kleiner als der Gesamtdurchlaßquerschnitt der Siebzylinder. Eine vollkommene Verstopfung und die Gefahr des Durchbruches des Siebgewebes ist daher selbst bei voller Sättigung der Filter nicht möglich.

Claims (14)

Patentansprüche;

1. Magnet-mechanisches Durchlauf filter zur Filterung von Flüssigkeiten, mit einem im Inneren des mit einer Einlauf- und Auslauföffnung versehenen Gehäuses angeordneten Magnetvorrichtung und einer dieselbe konzentrisch umgebenden Siebvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetvorrichtung aus einem permanenten Kurzfeldmagneten (7) und mindestens einem permanenten Langfeldmagneten (8) besteht, der im Durchmesser wesentlich dünner ist als der Kurzfeldmagnet (7) und der auf dem Kurzfeldmagneten (7) so befestigt ist, daß sein Magnetfeld (M) dem zufließenden Flüssigkeitsstrom entgegengerichtet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzfeldmagnet (7) aus mehreren hintereinandergeschalteten scheibenförmigen Permanentmagneten (T, 7", T" usw.) besteht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Langfeldmagnet (8) mit seinem einen Pol der Zulauf Öffnung (4) des Filtergehäuses (1) zugewandt ist.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen in das Filtergehäuse hineinragenden Einlaßstutzen (4), der den zu filternden Strom auf die Magnetvorrichtung lenkt.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Siebzylinder (12,14) mit verschiedenen Durchmessern, vorzugsweise konzentrisch, um die Magnetvorrichtung herum angeordnet sind.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Siebe (12,14) magnetisch induzierbar ist.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Siebzylinder (12) an der der Auslauföffnung (5) zugewandten Stirnseite einen Ringansatz (31) aufweist, der mit Durchlaßöffnungen (16) versehen ist, deren Durchlaßquerschnitt erheblich größer ist als der Durchlaßquerschnitt der einzelnen Sieböffnungen.

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Siebzylinder (12) auf der Zulauf seite (4) einen Ringansatz (31) und darin angeordnete Durchlaßöffnungen (16) aufweist, deren Durchlaßquerschnitt größer ist als der Durchlaßquerschnitt der Sieböffnungen.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtöffnungsquerschnitt der in den Ringansätzen (30, 31) der Siebzylinder (12,14) angeordneten Durchlaßöffnungen (15,16) jeweils etwa gleich dem Durchlaßquerschnitt der an das Filter angeschlossenen Anschlußleitungen ist.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kurzfeldmagnete und der bzw. die Langfeldmagnete

durch einen gemeinsamen Haltebolzen (9) gehalten sind.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des Kurzfeldmagneten (7) eine Basisplatte (10) magnetisch gehalten ist, die als Träger des oder der Siebzylinder (12,14) dient.

12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlauf- und Auslauföffnungen an den Stirnseiten des Filtergehäuses (1) diametral gegenüberliegend angeordnet sind und die Magnetvorrichtung sowie die Siebvorrichtung koaxial zwischen Einlauf- und Auslauföffnung gelagert sind.

13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Magnetvorrichtung und der Siebvorrichtung ein vorzugsweise unmagnetischer Zentrier- und Distanzstern (17) vorgesehen ist.

14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrier- und Distanzstern (17) mit dem die Magneten (7, 8) haltenden Gewindebolzen (9) verschraubbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 016 878,
091 688,1160 970.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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