Filter zur Abscheidung ferromagnetischer und/oder paramagnetischer Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien

Abstract

 Die Reinigungswirkung von Filtern zur Abscheidung ferromagnetischer und/oder paramagnetischer Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien wird mit einfachen Mitteln dadurch verbessert, daß das Gehäuse (2) des Filters (1) zwischen einem oberen oder unteren Materialeinlauf (7 bzw. 8) und einem unteren oder oberen Materialauslauf (8 bzw. 7) mindestens ein Führungsrohr (9) mit einem für den Durchfluß des Mediums im Abstand von der Rohrwandung koaxial angeordneten Magnetstab (3) aufweist. Dies hat den Vorteil, daß das zu reinigende Medium nicht horizontal, sondern von oben nach unten oder von unten nach oben durch die Führungsrohre (9) und an den darin koaxial angeordneten Magnetstäben (3) entlang zum Materialauslauf (8 bzw. 7) geführt wird. Da in dem Ringraum zwischen den Magnetstäben (3) und den diese umgebenden Führungsrohren (9) das Magnetfeld über die Länge der Magnetstäbe (3) mehrfach zwischen einer höheren und einer geringeren Magnetfeldstärke wechselt, werden die in dem zu reinigenden Medium enthaltenen magnetisierbaren Verunreinigungen auch bei höheren Durchflußgeschwindigkeiten mit Sicherheit an den Magnetstäben festgehalten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Filter zur Abscheidung ferromagnetischer und/oder paramagnetischer Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien, insbesondere aus Abwässern, keramischem Schlicker, Glasuren und ähnlichen Suspensionen, mit einem Gehäuse für den Durchfluß der Medien und einem oder mehreren darin angeordneten Magnetstäben,

[0002] Derartige Filter werden überall dort eingesetzt, wo ferromagnetische und paramagnetische Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien herausgezogen werden müssen, wie in der keramischen Industrie, in der keramischer Schlicker ebenso wie Glasuren von solchen Verunreinigungen befreit werden müssen. Hierzu gehören aber auch die chemische Industrie, die Pharmaindustrie, ebenso wie die Nahrungs- und Genußmittelindustrie und weitere vergleichbare Einsatzgebiete, wie die Reinigung von Abwässern und weiterer verunreinigter flüssiger Medien.

[0003] Die ferromagnetischen und paramagnetischen Verunreinigungen können bereits im Rohmaterial vorhanden sein, das zur Verarbeitung des jeweiligen Endproduktes benötigt wird, oder bei der Verarbeitung der Materialien kann durch Mahlwerkzeuge, Schneckentransportwerke, Rutschen, Siebe und dergleichen ein feiner Abrieb entstehen. Dabei kann es sich um reines Eisen, Eisenoxyde oder andere ferro- und paramagnetische Verbindungen handeln.

[0004] Bei herkömmlichen Geräten, die auch als Magneteisenfallen bekannt sind, ist ein zylindrisch oder ähnlich geformtes topfförmiges Gehäuse zwischen einem seitlichen Materialeinlaufstutzen und einem dazu in gleicher Ebene liegenden horizontalen Auslaufstutzen angeordnet und an seiner Oberseite durch einen Deckel verschlossen, von dem mehrere zylindrische Magnetstäbe in das durch das Gerät waagerecht hindurchfließende Medium von oben senkrecht hineinragen. Jeder Magnetstab weist über seine Länge mehrere Dauermagnete auf, die durch Zwischenstücke aus Weicheisen oder ähnlichem Material voneinander getrennt sind. Der Verlauf der Magnetfeldlinien ist dabei so, daß die höchste Magnetfeldstärke jeweils an den Polen der einzelnen Dauermagnete vorhanden ist, während das Magnetfeld zwischen den Polen wesentlich schwächer ist. Da bei diesen bekannten Magneteisenfallen die Magnetstäbe quer zur Flußrichtung des zu reinigenden Materials angebracht sind, hat die wechselnde Stärke der Magnetfeldlinien über die Länge der Magnetstäbe zur Folge, daß ein großer Teil der zu reinigenden Medien an den schwächer magnetischen Stellen der Magnetstäbe vorbeifließt, wo dann schwachmagnetische Teile, wie Eisenoxyde und dergleichen, oft nicht erfaßt werden.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reinigungswirkung solcher Filter oder Magnetabscheider mit einfachen Mitteln zu verbessern.

[0006] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse zwischen einem oberen oder unteren Materialeinlauf und einem unteren oder oberen Materialauslauf mindestens ein Führungsrohr mit einem für den Durchfluß des Mediums im Abstand von der Rohrwandung koaxial angeordneten Magnetstab aufweist.

[0007] Die Erfindung hat den Vorteil, daß das zu reinigende Medium nicht horizontal, sondern von oben nach unten oder von unten nach oben durch die Führungsrohre und an den darin koaxial angeordneten Magnetstäben entlang zum Materialauslauf geführt wird. Da in dem Ringraum zwischen den Magnetstäben und den diese umgebenden Führungsrohren das Magnetfeld über die Länge der Magnetstäbe mehrfach zwischen einer höheren und einer geringeren Magnetfeldstärke wechselt, werden die in dem zu reinigenden Material enthaltenen magnetisierbaren Verunreinigungen auch bei höheren Durchflußgeschwindigkeiten mit Sicherheit an den Magnetstäben festgehalten. Die Magnetstäbe können dann ganz nach Bedarf in der weiter unten beschriebenen Weise gereinigt werden.

[0008] Das Gehäuse des Filters besteht vorteilhafterweise aus einem zylindrischen oder mehreckigen Mantel mit einer oberen Deckplatte und einer dazu parallelen unteren Deckplatte sowie zwischen den beiden Deckplatten sich erstreckenden Führungsrohren.

[0009] Das Gehäuse kann in einer ersten Ausführungsform einen offenen oberen Einlauftrichter für das zu reinigende Medium aufweisen, es kann in einer abgewandelten zweiten Ausführungsform aber auch mit einem geschlossenen oberen Zylinder mit Deckel und einem Einlauf- oder Auslaufstutzen für das zu reinigende Medium ausgebildet sein.

[0010] Bei beiden Ausführungsformen ist das Gehäuse unterhalb der Führungsrohre durch eine Bodenplatte verschlossen und weist einen Auslauf- oder Einlaufstutzen auf.

[0011] Eine der Anzahl der Führungsrohre entsprechende Anzahl von Magnetstäben steht von der Bodenplatte oder dem Deckel hervor. Mit anderen Worten ist die Anzahl der Führungsrohre also gleich der Anzahl von Magnetstäben, wobei die Magnetstäbe an der Bodenplatte oder am Deckel angeschraubt sind.

[0012] Eine besonders einfache Montage und Demontage ergibt sich, wenn die Bodenplatte ebenso wie der Deckel an einem unteren bzw. oberen Flansch des Gehäuses verschraubt oder festgeklemmt ist.

[0013] Ferner kann an Magnetmaterial für die Magnetstäbe gespart werden, wenn der oder die Magnetstäbe nur im Bereich des oder der Führungsrohre magnetisch ist bzw. sind.

[0014] Bei stark verunreinigten Medien können die Magnetstäbe noch mit zusätzlichen hülsenförmigen Reinigungssieben aus einem ferromagnetischen Werkstoff, wie Feineisen- oder V2A-Material, versehen sein. Am wirkungsvollsten sind die Siebe, wenn sie aus einem magnetischen, nichtrostenden Material bestehen. Das Magnetmaterial in den Magnetstäben kann aus Seltenerdmagneten oder aus anderen Magnetwerkstoffen bestehen. Verstärkt wird die Reinigungswirkung durch den Einsatz einer Matrix, die im Außendurchmesser in den Innendurchmesser des Führungsrohres paßt und auch Feinstpartikel von Verunreinigungen festhält.

[0015] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1

einen senkrechten Schnitt durch einen Filter zur Abscheidung ferromagnetischer Verunreinigungen gemäß Schnittlinie I - I von Fig. 2,

Fig. 2

eine Draufsicht auf den Filter,

Fig. 3

einen Magnetstab eines solchen Filters mit einem zusätzlichen hülsenförmigen Reinigungssieb aus einem magnetisierbaren, aber nichtrostenden Material, und

Fig. 4

einen Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch einen Filter mit von oben in die Führungsrohre hineinragenden Magnetstäben.

[0016] Der Filter 1 dient zur Abscheidung ferromagnetischer und paramagnetischer Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien, insbesondere aus Abwässern, keramischem Schlicker, Glasuren und ähnlichen Suspensionen, und hat ein Gehäuse 2 für den Durchfluß der Medien mit darin angeordneten Magnetstäben 3.

[0017] Das Gehäuse 2 besteht aus einem zylindrischen oder gegebenenfalls auch mehreckigen Mantel 4 mit einer oberen Deckplatte 5 und einer dazu parallelen unteren Deckplatte 6, die zwischen einem oberen Materialeinlauf 7 und einem unteren Materialauslauf 8 durch mindestens ein Führungsrohr 9 miteinander verbunden sind, in dem ein Magnetstab 3 im Abstand von der Rohrwandung koaxial angeordnet ist und zwischen sich und der Rohrwandung einen Ringraum für den Durchfluß des zu reinigenden Mediums freiläßt. Bei nur einem Magnetstab 3 dient das Führungsrohr 9 als Gehäuse, das an seinem oberen Ende durch einen Deckel verschlossen ist, an dem der Magnetstab 3 befestigt ist. Das zu reinigende Medium wird von unten in das Führungsrohr 9 eingeführt, strömt am Magnetstab 3 vorbei und verläßt das Führungsrohr 9 durch einen seitlichen Auslaufstutzen.

[0018] Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 und 2 mit drei Magnestäben 3 hat das Gehäuse 2 einen oberen Einlauftrichter 10 für das zu reinigende Medium, und die beiden oberen und unteren Deckplatten 5, 6 weisen jeweils drei miteinander fluchtende Öffnungen auf, die durch drei Führungsrohre 9 mit den darin angeordneten Magnetstäben 3 verbunden sind. Ebenso kann aber auch eine größere oder kleinere Anzahl von Führungsrohren 9 und darin aufragenden Magnetstäben 3 vorhanden sein.

[0019] Die Magnetstäbe 3 bestehen in bekannter Weise aus mehreren koaxial ausgerichteten Dauermagnetkörpern, zwischen denen jeweils scheibenförmige Zwischenstücke aus Weicheisen oder einem anderen geeigneten Material angeordnet sind. Die Magnetstäbe 3 sind nur im Bereich der Führungsrohre 9 magnetisch.

[0020] Das Gehäuse 2 des Filters 1 ist unterhalb der Auslaufmündungen der Führungsrohre 9 durch eine Bodenplatte 11 verschlossen, die einerseits den Materialauslauf 8 nach unten hin abschließt, von der aber auch die Magnetstäbe 3 aufragen, die an der Bodenplatte 11 zweckmäßig angeschraubt sind. Der Materialauslauf 8 mündet in einen seitlichen Auslaufstutzen 12 am Gehäuse 2.

[0021] Statt des oberen Einlauftrichters 10 kann das Gehäuse 2 des Filters 1 auch, wie in Fig. 4 gezeigt ist, einen oberen geschlossenen Zylinder mit Deckel 15 und seitlichem Einlaufstutzen 16 aufweisen, wobei es sich dann um ein geschlossenes System handelt. Der Einlaufstutzen 16 kann auch oben am Deckel 15 angebracht sein für einen Einlauf von oben.

[0022] Die Bodenplatte 11 ist ebenso wie der Deckel 15 an einem unteren Flansch 13 bzw. an einem oberen Flansch 17 des Gehäuses 2 verschraubt oder festgeklemmt, und die Magnetstäbe 3 sind nur im Bereich der Führungsrohre 9 magnetisch.

[0023] Das zu reinigende Material oder Medium läuft von oben durch die Führungsrohre 9 an den einzelnen Magnetstäben 3 entlang. Stattdessen kann das zu reinigende Material oder Medium bei Bedarf aber auch von unten nach oben an den Magnetstäben entlanggeführt werden. Hierbei werden die in dem Material oder Medium enthaltenen ferro- oder paramagnetischen Teile an den Magnetstäben 3 festgehalten, und das gereinigte Material verläßt den Filter entweder nach unten durch den seitlichen Auslaufstutzen 12 oder nach oben durch den dann als Auslaufstutzen dienenden Einlaufstutzen 16.

[0024] Zusätzlich können die Magnetstäbe 3 bei allen Ausführungsformen auch mit hülsenförmigen Reinigungssieben 14 aus Feineisen- oder V2A-Material versehen sein, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Durch diese Feineisensiebe aus einem magnetisierbaren, aber nichtrostenden Material wird die Oberfläche der Magnetstäbe 3 innerhalb der Führungsrohre 9 vergrößert. Da die Oberfläche dieser Feineisensiebe sehr porös ist, können auch bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten an den Sieben anhaftende magnetisierbare Teilchen nicht wieder abgerissen werden. Zum Zweck der Reinigung werden die Reinigungssiebe 14 einfach von den Magnetstäben 3 abgezogen und ausgewaschen und können danach wieder auf die Magnetstäbe 3 gesteckt werden.

[0025] Um auch Feinstpartikel von Verunreinigungen, die von den Reinigungssieben nicht erfaßt werden können, festzuhalten, können die Führungsrohre 9 mit innenliegender rohrförmiger Matrix 18 aus ferromagnetischem Material versehen werden, die ebenso wie die Reinigungssiebe 14 aus den Führungsrohren 9 herausgezogen und abgereinigt werden kann.

[0026] Bei der manuellen Reinigung des Filters 1 wird die untere Bodenplatte 11 oder der Deckel 15 mit den daran befestigten Magnetstäben 3 vom Gehäuse 2 entfernt. Das Gerät wird mit Wasser durchgespült, und die Magnetstäbe 3 werden gereinigt. Beim Vorhandensein von Reinigungssieben 14 auf den Magnetstäben 3 und in die Führungsrohre 9 eingesetzter Matrix 18 werden diese, wie vorstehend beschrieben gereinigt.

[0027] Nach der Reinigung der Magnetstäbe 3 und der übergestülpten Reinigungssiebe 14 und gegebenenfalls der Matrix 18 wird die Bodenplatte 11 bwz. der Deckel 15 wieder am Gehäuse 2 befestigt.

[0028] Dieses System kann auch mit einer automatischen Reinigung versehen werden. Dabei werden die Magnetstäbe 3 in einem weiteren Führungsrohr geführt, das in einem geeigneten Abstand von dem äußeren Führungsrohr 9 angeordnet ist. Dieses in der Zeichnung nicht gezeigte zusätzliche Führungsrohr ist vorzugsweise an einem Ende verschlossen und am anderen Ende an der Bodenplatte 11 oder am Deckel 15 fest verschweißt. Bei der Reinigung muß die Bodenplatte 11 oder der Deckel 15 dann nicht gelöst werden. Die Magnetstäbe 3 werden vielmehr aus dem zusätzlichen Führungsrohr nach außen herausgezogen, wobei die abgeschiedenen Verunreinigungen auf diesem zusätzlichen inneren Führungsrohr bis zur Bodenplatte 11 nach unten oder - bei geschlossenem System - nach oben bis an den Deckel 15 mitwandern.

[0029] Wenn die Magnetstäbe 3 ganz aus den inneren Führungsrohren herausgezogen sind, besteht kein Magnetfeld mehr. Dann können die an den zusätzlichen inneren Führungsrohren abgeschiedenen Verunreinigungen aus dem Filtergehäuse 2 ausgespült werden. Die Magnetstäbe 3 können aus dem geschlossenen Gehäuse 2 entweder von Hand oder auch über eine pneumatische bzw. hydraulische oder eine elektrische Steuerung aus- und wieder eingefahren werden.

[0030] Der vollautomatische Prozeß läuft wie folgt ab:
Die Materialzufuhr zum Filter 1 wird geschlossen. Gleichzeitig wird ein Ventil mit Spülwasser geöffnet. Zur gleichen Zeit wird der Materialauslauf außerhalb des Gerätes geschlossen und eine Leitung für das auslaufende Spülwasser geöffnet.

[0031] Diese vier Funktionen können entsprechend den jeweiligen Erfordernissen geschaltet werden. Die Magnetstäbe 3 werden, wie oben beschrieben, aus dem Filtergehäuse 2 herausgezogen, und die magnetisierbaren Verunreinigungen werden ausgespült.

[0032] Nach dem Spülvorgang werden Spülwasserzufuhr und Spülwasserablauf geschlossen, die Magnetstäbe 3 wieder in Arbeitsposition gebracht und der Materialzufluß und der Materialabfluß geöffnet.

Liste der Bezugszeichen

[0033] 

1

Filter

2

Gehäuse

3

Magnetstab

4

Mantel

5

obere Deckplatte

6

untere Deckplatte

7

Materialeinlauf oder Materialauslauf

8

Materialauslauf oder Materialeinlauf

9

Führungsrohr

10

Einlauftrichter

11

Bodenplatte

12

Auslaufstutzen oder Einlaufstutzen

13

Flansch

14

Reinigungssieb

15

Deckel

16

Einlaufstutzen oder Auslaufstutzen

17

Flansch

18

Matrix

Ansprüche

1. Filter zur Abscheidung ferromagnetischer und/oder paramagnetischer Verunreinigungen aus dünnflüssigen Medien, insbesondere aus Abwässern, keramischem Schlicker, Glasuren und ähnlichen Suspensionen, mit einem Gehäuse für den Durchfluß der Medien und einem oder mehreren darin angeordneten Magnetstäben, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zwischen einem oberen oder unteren Materialeinlauf (7 bzw. 8) und einem unteren oder oberen Materialauslauf (8 bzw. 7) mindestens ein Führungsrohr (9) mit einem für den Durchfluß des Mediums im Abstand von der Rohrwandung koaxial angeordneten Magnetstab (3) aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem zylindrischen oder mehreckigen Mantel (4) mit einer oberen Deckplatte (5) und einer dazu parallelen unteren Deckplatte (6) sowie zwischen den beiden Deckplatten (5, 6) sich erstreckenden Führungsrohren (9) besteht.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen offenen oberen Einlauftrichter (10) für das zu reinigende Medium aufweist.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) einen geschlossenen oberen Zylinder mit Deckel (15) und einem Einlauf- oder Auslaufstutzen (16) für das zu reinigende Medium aufweist.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) unterhalb der Führungsrohre (9) durch eine Bodenplatte (11) verschlossen ist und einen Auslauf- oder Einlaufstutzen (12) aufweist.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Anzahl der Führungsrohre (9) entsprechende Anzahl von Magnetstäben (3) von der Bodenplatte (11) oder dem Deckel (15) hervorsteht.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetstäbe (3) an der Bodenplatte (11) oder am Deckel (15) angeschraubt sind.

8. Filter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (11) ebenso wie der Deckel (15) an einem unteren bzw. oberen Flansch (13 bzw. 17) des Gehäuses (2) verschraubt oder festgeklemmt ist.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Magnetstäbe (3) nur im Bereich des oder der Führungsrohre (9) magnetisch sind.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetstäbe (3) mit zusätzlichen hülsenförmigen Reinigungssieben (14) aus einem ferromagnetischen Werkstoff, wie Feineisen- oder V2A-Material, versehen sind.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrohre (9) mit einer innenliegenden rohrförmigen Matrix (18) aus ferromagnetischem Material, die auch Feinstpartikel von Verunreinigungen festhält, versehen sind.

12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetstäbe (3) in einem weiteren Führungsrohr geführt sind, das in einem geeigneten Abstand von dem äußeren Führungsrohr (9) angeordnet und vorzugsweise endseitig verschlossen ist.

13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Führungsrohr an der Bodenplatte (11) oder am Deckel (15) fest verschweißt ist.

Zeichnung