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Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit - Dokument DE3049991C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3049991C2 04.10.1990
Titel Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit
Anmelder Olaf Fjeldsend A/S, Sandefjord, NO
Erfinder Sundt, Eilert, Sandefjord, NO
Vertreter Andrejewski, W., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Honke, M., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Masch, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 28.10.1980
DE-Aktenzeichen 3049991
WO-Anmeldetag 28.10.1980
PCT-Aktenzeichen NO8000030
WO-Veröffentlichungsnummer 8101112
WO-Veröffentlichungsdatum 30.04.1981
Date of publication of WO application in German translation 18.03.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.10.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.1990
IPC-Hauptklasse B03C 1/10
IPC-Nebenklasse C23F 14/00   C23F 15/00   F16L 58/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit, mit einem Gehäuse, welches zumindest teilweise aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und in welchem zumindest ein Dauermagnet derart mit zumindest einem Polschuh angeordnet ist, daß der Polschuh einen von der Flüssigkeit durchströmten Spalt begrenzt. - Eine solche Vorrichtung dient insbesondere zur Behandlung von Wässern, welche kalkhaltige Ablagerungen verursachen können.

Es sind derartige Behandlungsvorrichtungen bekannt, bei welchen zylinderförmige Dauermagnete in stangenartiger oder kreisringförmiger Bauweise Verwendung finden. Diese Bauweise ist insofern nicht frei von Nachteilen, als der Strömungsquerschnitt und die Länge des von der zu behandelnden Flüssigkeit durchströmten Spaltes relativ klein bzw. kurz sind. Aus diesem Grunde müssen die Dauermagnete bei den bekannten Behandlungsvorrichtungen verhältnismäßig groß und stark sein. Große Dauermagnete sind bauaufwendig. Starke Dauermagnete müssen aus magnetischen Gußlegierungen hergestellt werden, welche einen hohen Kobaltgehalt aufweisen (vgl. DE 12 18 963 und DE 24 32 909).

Außerdem kennt man einen Magnetabscheider, bei welchem in einem Gehäuse eine Trommel drehbar gelagert ist, welche auf der Trommelachse wechselweise angeordnete Magnetringe und ferromagnetische Scheiben aufweist. Zwischen dem äußeren Trommelumfang und dem Gehäuseboden ist ein Spalt für die durchströmende Flüssigkeit gebildet. Dabei weist das Gehäuse in vorgegebenen Abständen quer zur Strömungsrichtung vorkragende Lamellen auf. Nach einer Ausführungsform tauchen die ferromagnetischen Scheiben in die Zwischenräume zwischen diese Lamellen ein, so daß gleichsam ein labyrinthartiger Durchflußspalt entsteht. Eine derartige Ausführungsform ist verhältnismäßig aufwendig (vgl. US 26 78 729).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich bei kompakter Bauweise durch einen großen Strömungsquerschnitt auszeichnet und die Verwendung von Dauermagneten verhältnismäßig kleiner Abmessungen aus lediglich ferritischem Werkstoff ermöglicht.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch, daß der Polschuh zumindest einen Ansatz aufweist, welcher sich längs der Oberfläche des Dauermagneten in einem vorgegebenen Winkel zur Strömungsrichtung der in dem Spalt zu behandelnden Flüssigkeit erstreckt. - Durch diese Maßnahmen der Erfindung wird ein verhältnismäßig großer Strömungsquerschnitt im Spaltbereich verwirklicht, und zwar selbst bei einem schmalen Spalt. Dadurch wird die den Spalt durchströmende und dem Magnetfeld ausgesetzte Flüssigkeit einem Einfluß unterworfen, der um so größer ist, je dünner der Flüssigkeitsfilm ist. Folglich wird eine hervorragende Magnetabscheidung selbst dann erreicht, wenn ein verhältnismäßig schwacher Dauermagnet mit kleingehaltenen Abmessungen eingesetzt wird. Bei Verwendung von ferritischen oder anderen Dauermagneten, welche unter Einhaltung einer hohen Remanenz in Form von Scheiben oder Zylindern relativ geringer Höhe hergestellt werden können, kann der Spalt zwischen dem Polschuh und dem Gehäuse längs einer Linie ausgebildet werden, welche schräg, winkelförmig oder gemäß einer Schraubenlinie von dem einen Ende einer Polfläche zu ihrem anderen Ende verläuft, so daß der Spalt eine vergleichsweise große Länge parallel zur Polfläche in Strömungsrichtung der Flüssigkeit besitzt. Beispielsweise kann der Ansatz sich geradlinig längs der Polfläche des Dauermagneten erstrecken. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß sich der Ansatz längs einer V-förmigen Linie längs der Polfläche des Dauermagneten erstreckt. Die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorzugsweise dadurch erhöht, daß zwei oder mehr Dauermagnete parallel in der Strömungsbahn der zu behandelnden Flüssigkeit angeordnet sind, vorzugsweise auf jedem von zwei einander gegegenüberliegenden Dauermagneten ein Polschuh vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist eine Anzahl von parallel im Flüssigkeitsstrom montierten Dauermagnetgruppen verwirklicht. Im übrigen kann zur Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes eine einstellbare Platte aus nicht ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen sein, um den Strömungsquerschnitt des Spaltes zwischen dem Polschuh und dem Gehäuse auf eine gewünschte Durchflußmenge einzustellen bzw. das Magnetfeld zu unterbrechen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur magnetischen Behandlung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1, wobei die Vorrichtung mit einem Dauermagneten und zwei parallel zum Flüssigkeitsstrom angeordneten Spalten versehen ist;

Fig. 3 einen Schnitt durch die mit zwei Magneten parallel im Flüssigkeitsstrom versehene Vorrichtung;

Fig. 4 die Oberfläche eines Polschuhes in Blickrichtung zum Nordpol N in Fig. 3; Fig. 4a und 4b Schnitte durch Fig. 4 längs der Linie a-a bzw. b-b;

Fig. 5 einen Polschuh mit einem V-förmigen Ansatz; Fig. 5a, 5b und 5c Schnitte durch Fig. 5 längs der Linien a-a bzw. b-b bzw. c-c;

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit acht Magnetgruppen, welche parallel angeordnet sind;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit teilweise fortgelassener Gehäusewandung zur Darstellung der Anordnung eines Unterbrechergliedes; und

Fig. 8 einen Schnitt durch die Vorrichtung aus Fig. 7 längs der Linie a-a.

In den Figuren ist das Gehäuse 1 der Vorrichtung, welches zumindest teilweise aus ferromagnetischem Material besteht, in Form eines Kreiszylinders dargestellt, dessen Längsachse in Strömungsrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit verläuft. In dem Gehäuse 1 ist ein Dauermagnet 2 aus ferritischem oder keramischem Material montiert, welcher sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckt und an der Innenwandung des Gehäuses durch nichtferromagnetische Blöcke 3 abgestützt ist. An den Polflächen N und S ist der Magnet 2 mit Polschuhen 4 versehen, welche mit einem Ansatz 6 geformt sind, welcher gemäß Fig. 2 nach außen zur Innenwandung des Gehäuses 1 verläuft und dadurch gegenüber dem Gehäuse 1 einen relativ schmalen Spalt 7 abgrenzt. Infolgedessen wird der Magnetfluß des Magneten 2 durch den Polschuh 4 und die beiden Spalte 7 sowie das Gehäuse 1 geschlossen. Gemäß Fig. 3, 4 und 5 verlaufen die Polschuhansätze 6 gegeneinander, um zusammen einen relativ schmalen Spalt 7 abzugrenzen. Hier wird der Magnetfluß durch die Polschuhe 4, den Spalt 7, die Polstücke 5 sowie das Gehäuse 1 geschlossen.

Erfindungsgemäß ist der Ansatz 6 derart geformt, daß seine Längsrichtung sich längs der Polflächen N und S in einem Winkel zur Längsrichtung des Gehäuses 1 erstreckt, so daß die Spalte 7 in ihrer Projektion auf die Flächen N und S gradlinig wie in Fig. 4 dargestellt, oder im Winkel, wie in Fig. 5 dargestellt verlaufen. In Richtung auf ein zylindrisches Gehäuse 1 erstrecken sich die Spalte 7 längs einer Schraubenlinie. Wichtig ist, daß der Spalt 7 in Längsrichtung des Gehäuses 1 so lang ist, daß eine große Gesamt-Querschnittsfläche des Spaltes erhalten wird, und zwar selbst bei einem schmalen Spalt, durch welchen die Flüssigkeit strömen kann, während sie dem Magnetfeld ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise dünne Schicht strömender Flüssigkeit einem Einfluß unterworfen, welcher umso stärker ist, je dünner die Schicht ist, so daß die Vorrichtung mit einem Magneten mäßiger Stärke ausgestattet werden kann und die Abmessungen der Vorrichtung klein gehalten werden können.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Vorrichtung zwei parallel im Flüssigkeitsstrom angeordnete Magnete 2. Jeder dieser beiden Magnete ist mit einem Polschuh 4 versehen, in gleicher Weise wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert ist, während ein zweites Polstück 5 mit segmentförmigem Querschnitt ausgebildet ist, um den Spalt zwischen dem Magnet und dem Gehäuse auszufüllen. Bei dieser Vorrichtung entsteht der Spalt 7 zwischen den beiden Ansätzen 6 und verläuft schräg, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung, welche der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ähnelt, wobei dargestellt ist, wie der Spalt 7 sich zwischen zwei Ecken der beiden Polflächen N und S, die einander gegenüberliegen, erstreckt.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, welche der in Fig. 4 dargestellten ähnelt, wobei die Ansätze 6 jedoch derart geformt sind, daß der Spalt 7 in V-form längs der Polflächen N und S verläuft, welche einander gegenüberliegen. Infolgedessen ist jeder der Polschuhe 4 mit zwei Ansätzen 6 versehen, welche von den zugeordneten Ecken am einen Ende der Polfläche so verlaufen, daß sie sich in der Mitte der Breite des Polschuhes am anderen Ende der Fläche treffen.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung, welche eine achtfache Verdopplung einer Vorrichtung der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Art darstellt und acht Gruppen von zusammenwirkenden Magneten besitzt, wobei dementsprechend acht Spalte 7 entsprechend Fig. 4 oder 5 vorhanden sind.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Außenansicht bzw. einen Schnitt durch eine vollständige Vorrichtung mit Anordnungen zur Einstellung oder Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes oder der Spalte 7, wie sie in den Fig. 3 und 6 dargestellt sind. Dabei besitzt die Vorrichtung ein Gehäuse 1 mit einem Steuerteil 11 und einem Verbindungsteil 12, wobei letzteres die Möglichkeit ergibt, die Vorrichtung in eine Flüssigkeitsleitung einzusetzen. Die Strömungsrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. In Fig. 7 ist der aktive Teil der Einstelleinrichtung zusammen mit dem anliegenden Teil des Magnetsystems in einem Bereich dargestellt, in welchem ein Teil der Wandungen des Teiles 11 bzw. des Gehäuses 1 fortgelassen wurde.

Wie Fig. 8 besonders deutlich zeigt, besteht die Einstelleinrichtung aus einer Platte 13 aus ferromagnetischem Werkstoff mit einer der Weite des Magnetspaltes 7 entsprechender Dicke. Die Platte 13 kann im Spalt 7 in und entgegen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch den Spalt bewegt werden. Eine derartige Bewegung wird durch Zahnräder 14 bewirkt, die in Zahnstangen 15 an einer Seite der Platte 13 eingreifen und auf einer Welle 16 sitzen, welche mittels eines in der Seitenwandung des Teiles 11 montierten Handrades 17 in jeder Richtung verdrehbar ist. An der Gegenseite der Platte 13 sind Losrollen 18 montiert, um die Platte gegenüber dem Druck der Zahnräder 14 abzustützen. Durch Einstellung der Position der Platte 13 in Längsrichtung des Dauermagneten 2 kann der Strömungsquerschnitt des Spaltes 7 jederzeit auf den erwünschten Durchfluß der Flüssigkeit eingestellt werden.

Alle in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen sind dazu bestimmt, in eine die zu behandelnde Flüssigkeit führende Leitung eingesetzt zu werden, wobei eine derartige Flüssigkeit in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung, d.h. rechtwinklig zu den in den Zeichnungen dargestellten Schnitten, geleitet wird. Beim Durchfluß durch den Spalt 7 wird die Flüssigkeit einem Magnetfeld ausgesetzt, dessen Flußlinien rechtwinklig zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit verlaufen. Hierdurch werden die Bestandteile der Flüssigkeit, welche Ablagerungen oder Korrosion in hinter der Behandlungsvorrichtung liegenden Leitungen oder Anschlußgeräten verursachen können, beeinflußt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur magnetischen Behandlung einer strömenden Flüssigkeit, mit einem Gehäuse, welches zumindest teilweise aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und in welchem zumindest ein Dauermagnet derart mit zumindest einem Polschuh angeordnet ist, daß der Polschuh einen von der Flüssigkeit durchströmten Spalt begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Polschuh (4) zumindest einen Ansatz (6) aufweist, welcher sich längs der Oberfläche des Dauermagneten (2) in einem vorgegebenen Winkel zur Strömungsrichtung der in dem Spalt (7) zu behandelnden Flüssigkeit erstreckt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) sich geradlinig längs der Polfläche des Dauermagneten (2) erstreckt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (6) sich längs einer V-förmigen Linie längs der Polfläche des Dauermagneten (2) erstreckt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jedem von zwei einander gegenüberliegenden Dauermagneten (2) ein Polschuh (6) vorgesehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von parallel im Flüssigkeitsstrom montierten Dauermagnetgruppen vorgesehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Adjustierung des Strömungsquerschnittes des Spaltes (7) eine einstellbare Platte (13) aus ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen ist.






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