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Système magnétique destiné à arrêter les particules
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ferro-maknétiques.
Des. aimants et des systèmes magnétiques basés sur le principe de l'aimantation permanente pour l'élimination , la séparation, l'arrêt et la filtration de particules ferro- magnétiques dans des milieux solides facilement mobiles, tels que les matières en tas, dans les milieux gazeux ou à l'état de vapeur, dans des liqudes, sont connus. Des filtres pour huiles de lubrification par exemple ont été disposés à un endroit approprié sous forme de filtre de pas- sage magné tique ou de filtre intermédiaire, dans la conduite sous pression ou la conduite d'évacuation, pour arrêter les poussières,
copeaux ou particules métalliques qui provien- nent de l'usure et qui pourraient occasionner des destructions souvent très graves aux voies de glissement à lubrifier ou
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à d'autres éléments de machine mobiles à lubrifier, à cause @ leur action abrasive.
On a également monté dans les parois @ systèmes de transmission de véhicules automobiles et de machi nes, de cartersde graissage et de carters de villebrequin, etc., des filtres de cette espèce, dans le but d'éliminer pour les marnes raisons des particules métalliques provenant de l'usure et des copeaux de l'huile. La plupart de ces ai- mants et systèmes magnétiques ne donnent que des résultats très problématiques pour satisfaire au but demandé. et ne sont employés qu'à contre-coeur dans la pratique à cause des inconvénients et défauts inhérents bien que le besoin urgent de dispositifs de cette espèce soit reconnu universellement.
A titre d'exemple, un simple barreau aimanté ou aimant en fer à cheval pénétrant dans le milieu qui doit être nettoyé fonctionne de façon telle que,sur les extrémitéa de pôle, des agglomérations de substances ferro-magnétiques en forme de barbe, se constituent, ces agglomérations pouvant être facilement arrachées et entraînées par le fluide en cir- culation, et rentrant de nouveau dans la circulation, provo- quant ainsi, agglomérés magnétiquement, des destructions encore plus importantes aux installations. Des systèmes magnétiques destinés au même but, composés d'un aimant permanent et de fer doux ferro-magnétique, présentent un entrefer, dans le.- quel est produit un champ magnétique.
L'action des champs magnétiques produits dans l'entrefer est dans la plupart des cas plus ou moins purement extérieure et faible,. de telle sorte que dans l'entrefer relativement petit ne peuvent être recueillis que peu de particules ferro-magnétiques . Il faut encore ajouter qu'à l'extérieur de l'entrefer se forment des champs magnétiques de dispersion, qui provoquent la formation d'agglomérations de particules ferro-magnétiques en forme de bourrelet, et les particules ferro-magnétiques arrêtées par
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les champs de dispersion magnétiques les plus éloignés n'adhèrent que très faiblement les unes aux autres. Ici également les agglomérations de particules ferro-magnétiques pénétrant dans le fluide en circulation (par exemple de l'huile de graissage) sont à nouveau entraînées et exercent une action destructrice renforcée.
En plus de cet incon- vénient provoquant des dommages, la plupart des systèmes magnétiques de cette espèce présentent à différents endroits de leur surface des champs de dispersion magnétiques incon- trôlables, qui peuvent également recueillir des particules ferr o-magné tq ues et qui rentrent également, sans que l'on ne le désire, dans la circulation, et y exercent leur effet destructif.
Le but de la présente invention consiste à supprimer les inconvénients cités plus haut et de créer undispositif d'arrêt pour particules ferro-magnétiques basé sur le principe de l'aimantation permanente, qui satisfasse de façon idéale à toutes les exigences techniques posées à un dispositif de cette espèce. Il faut donc réaliser d'une part une forte adhésion avec un maximum de sécurité de fonctionnement, pour les particules ferro-magnétiques à arrêter, et d'autre part le champ magnétique destiné à arrêter les particules ferro- magnétiques ne doit exercer ses effets qu' à l'intérieur du système magnétique et doit avoir une action d'aspiration magnétique dirigée vers l'intérieur.
Des champs de disper- sion magnétiques dirigés vers l'extérieur du système magné- tique tels qu'ils se produisent généralement autour d'entre- fers ordinaires et qui provoquent les influences nuisibles décrites plus haut doivent être supprimés complètement.
Finalement il faut prévoir un espace collecteur suffisamment grand pour recueillir les particules ferro-magnétiques.
La présente invention est basée sur l'application d'un effet magnétique non encore connu ni utilisé dans le
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domaine public. Dans le but d'expliquer le principe, le dessin annexé représente par les figures 1 à 5 les proposi- tions insuffisantes connues jusqu'à présent. Si l'on prend un barreau à aimantation permanente 1 et si on le fixe par un pôle, par exemple le pèle Nord N, à une cuvette 2 en fer- doux de conductivité magnétique, fermée de tous eûtes, sauf sur le dessus, par exemple de forme cylindrique suivant les figures 1 et 2, il se forme au bord supérieur de la cuvette ouverte en fer doux un pèle N de forme annulaire, et à la deuxième extrémité libre, du barreau à aimantation permanente 1, émergeant de la cuvette, se trouve le pelé S.
Le pèle S disposé librement peut soit être au niveau du bord supérieur de la cuvette en fer doux (figure 1), soit émerger au-dessus de ce bord (figure 2).
Il se produit donc entre les deux pôles un champ magnétique traversant l'entrefer, iL action purement extérieu- re relativement limitée. Si l'on utilise un tel système magnétique pour arrêter des particules ferro-magnétiques, les particules vont être recueillies extérieurement dans le champ magnétique formé ; les champs de dispersion dirigés vers l'extérieur pouvant provoquer des agglomérations de ces particules ferro-magnétiques qui peuvent par exemple péné- trer dans l'huile en circulation, peuvent être facilement arrachées et entra°nées et peuvent à nouveau rentrer dans la circulation d'huile en y produisant des destructions souvent très importantes aux éléments de machine en mouvement.
Il se produit également dans des systèmes magnétiques de cette espèce, à la surface extérieure de la cuvette en fer doux 2, des'dispersions magnétiques extérieures incontrôla- bles, qui arrêtent également des particules ferro-magnéti- ques circulant dans le fluide à filtrer, ce qui peut avoir les marnas conséquences néfastes que celles décrites plus
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haut, pour les machines. Un tel système magnétique est dé- crit par un brevet allemand plus ancien 722.182 classe 47 e Gr. 35. Nais ici, au lieu de la cuvette en fer doux dé- crite, on a prévu une via de décharge d'huile d'un carter d'huile de graissage ayant une forme semblable (figure 4).
Le principe est le même que celui qui vient d'être décrit.
Si l'on prolonge encore le barreau aimanté 1 au - delà du bord de la cuvette, vers l'extérieur (figures 3 et 4), les champs magnétiques, en correspondance avec l'augmenta- tion du volume magnétique eux deux pôles N et S formés, de- viennent de plus en plus intenses, mais il en est de même des dispersions magnétiques extérieures incontrôlables, et..par suite les conséquences néfastes décrites plus haut sont également renforcées, ce qui peut provoquer des destruc- tions souvent graves aux installations. Les effets magné- tiques décrits ci-dessus sont supposés être connus.
Si à présent l'on raccourcit le barreau aimanté 1 vers l'intérieur de la cuvette en fer doux 2, il se produit un effet original auquel on ne pouvait pas s'attendre dès l'abord, qui n'est pas connu ni décrit dans le domaine public. Déjà avec un raccourcissement très faible du bar- reau aimanté 1 sous l'arête supérieure de la cuvette en fer doux 2 le pôle S libre du barreau aimanté produit un champ magnétique très intense, le pôle annulaire N par contre n'émet pratiquement aucune ligne de force magnétique ou bien quelques rares lignes de force magnétiques.
Des dis- persions magnétiques nuisibles incontrôlables à l'extérieur de la périphérie de la cuvette disparaissent également dans la pratique, (figures 6 et 7). Avec un raccourcissement supplémentaire du barreau à aimantation permanente l@le pèle S libre produit encore un champ magnétique très intense, le pôle annulaire N de la cuvette en fer doux 2 par contre
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n'est plus du tout magnétique. Des dispersions magnétiques extérieures incontrôlables à la surface extérieure du sys- tème magnétique disparaissent également complètement.
Cet effet magnétique auquel on ne pouvait¯pas s'attendre dès l'abord permet de créer unchamp magnétique utile idéal, fermé, dirigé uniquement vers l'intérieur du système, de très grande capacité collectrice, plus grande que pour tous les autres filtres connus jusqu'à présent, pour des particules ferro- magnétiques.
on forme
Dans la forme de réalisation pratique, des systèmes magnétiques suivant la présente invention, en revotant par exemple le barreau aimanté à l'intérieur de la cuvette complè- jusqu'à non seulement tement, ou uniquement/l'extrémité du pôle 6, /d'une matière antimagnétique 3, par exemple du laiton, du cuivre, de l'a- luminium, mais également de substances métalliques, de telle sorte que l'espace compris entre le barreau aimanté 1 et la cuvette en fer doux est complètement rempli, (figure 8).
Dans ce cas, les particules ferro-magnétiques qui doivent être arrêtées ne peuvent pénétrer dans cet espace et ainsi compliquer le nettoyage du filtre, de telle sorte qu'également un court-circuit magnétique prématuré est exclu.
L'extrémité de pôle S libre du barreau à aimantation permanente 1 peut également être munie,en vue d'augmenter l'étendue de la surface d'émission des lignes de force magné- tiques, d'un sabot de pôle 4 en fer doux (figure 9). L'es- pace annulaire compris entre la plaque de recouvrement 4 du pôle S du barreau aimanté 1 et la paroi intérieure de la cuvette 2 en fer doux peut aussi dans ce cas et pour les mêmes raisons être rempli d'une substance anti-magnétique.
Le bord supérieur de la cuvette en fer doux 2 peut également être évasé vers l'extérieur (figure 10) ce qui agrandit l'es- pace collecteur pour les particules ferro-magnétiques qui doivent être arrêtées. Mais ce bord peut également être @
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replié vers l'intérieur (figure il). Le coté ouvert de la cuvette 2 en fer doux du système magnétique peut également être fermé par une plaque de recouvrement 5 antimagnétique, perforée, laissant passer les particules ferro-magnétiques (figure 12).
Le fonctionnement d'un système magnétique, suivant la présente invention, est expliqué à l'aide des figures 13, 15, dans lesquelles le champ magnétique et les particules arrêtées et dirigées sont indiqués en traits pointillés.
Les particules ferro-magnétiques devant être séparées et éliminées d'un milieu quelconque sont attirées par le champ magnétique intérieur du système vers l'endroit de radiation tout d'abord le plus efficace du pôle magnétique S (figure 13) . Elles y adhèrent très fortement et y forment des agglomérations qui se dirigent latéralement vers l'intérieur de la cuvette magnétique pour se fermer graduellement (fi- gure 14). L'agglomération se poursuit alors: graduellement de la manière décrite, jusqu'à ce que tout l'espace collecteur soit rempli de particules ferro-magnétiques jusqu'au bord (fig.15) de la cuvette en fer doux 2. Le système eat alors complè- tement court-circuité magnétiquement.
Des champs de disper- sion magnétiques pénétrant dans le fluide en circulation et par suite aussi des agglomérations de particules ferro-ma- gnétiques, qui pourraient produire les destructions citées plus haut, ne subsistent plus. Cette opération de filtration pr ogres sant graduellement constitue donc une action d'aspira- tion magnétique intense dirigée constamment vers l'intérieur du système. Les particules ferro-magnétiques arrêtées adhèrent très solidement par aimantation.
On peut également monter en série plusieurs des systèmes magnétiques de cette espèce destinés au même but; on peut par exemple les monter dans un carter de filtre approprié et s'en servir comme filtre de passage. Ou bien on
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peut utiliser des systèmes magnétiques de cette espèce, dans le cadre de la présente intention, en les combinant avec des vis de décharge d'huile de carters de transmission, de car- ters d'huile etc.., soit montés sur la via de décharge d'huile soit montés dans un alésage prévu dans cette vis de dé charge .
La vis de décharge elle-même peut avoir la forme d'une cuvet- te 2 en fer doux et peut être utilisée dans le but décrit par la présente invention.
REVENDICATIONS.
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1.- Système magnétique basé sur le principe de l'aimantation permanente et destiné à arrêter des particules ferro-magnétiques, caractérisé en ce qu'une cuvette en fer doux (2) ouverte d'un coté, de section arbitraire, contient un barreau à aimantation permanente (1) de hauteur moindre que celle de la cuvette, dont le pèle S par- exemple se trouve sous le niveau du bord annulaire supérieur de polarité N par exemple de la cuvette en fer doux 2), ce qui maintient un champ magnétique intense au pôle supérieur de l'aimant (1), tandis que par contre le champ magnétique de polarité opposée au bord de la cuvette (2) en fer doux devient plus faible, ou disparaît complètement,
de marne d'ailleurs que la disper- sion magnétique extérieure à la surface extérieure de la cuve tte (2).
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Magnetic system designed to stop particles
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ferro-maknetics.
Of. magnets and magnetic systems based on the principle of permanent magnetization for the removal, separation, arrest and filtration of ferromagnetic particles in easily mobile solid media, such as heaps, in media gaseous or in the vapor state, in liquids, are known. Filters for lubricating oils, for example, have been placed in a suitable place in the form of a magnetic passage filter or an intermediate filter, in the pressure pipe or the discharge pipe, to stop the dust,
metal chips or particles which come from wear and which could cause often very serious destruction to the sliding tracks to be lubricated or
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to other movable machine parts to be lubricated, because of their abrasive action.
Filters of this kind have also been fitted in the walls of the transmission systems of motor vehicles and machines, of grease housings and crankcases, etc., with the aim of removing metal particles from the marl. from wear and oil chips. Most of these magnets and magnetic systems give only very problematic results in meeting the desired goal. and are only reluctantly employed in practice because of the inherent drawbacks and flaws although the urgent need for such devices is universally recognized.
For example, a simple bar magnet or horseshoe magnet penetrating into the medium which must be cleaned works in such a way that, on the ends of the pole, agglomerations of ferro-magnetic substances in the form of a beard, are formed. , these agglomerations being able to be easily torn up and entrained by the circulating fluid, and re-entering the circulation, thus causing, magnetically agglomerated, even greater destruction to the installations. Magnetic systems intended for the same purpose, composed of a permanent magnet and ferro-magnetic soft iron, have an air gap, in which a magnetic field is produced.
The action of the magnetic fields produced in the air gap is in most cases more or less purely external and weak. so that in the relatively small air gap only a few ferro-magnetic particles can be collected. It should also be added that outside the air gap magnetic fields of dispersion are formed, which cause the formation of agglomerations of ferro-magnetic particles in the form of a bead, and the ferro-magnetic particles arrested by
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the most distant magnetic scattering fields adhere only very weakly to each other. Here, too, the agglomerations of ferro-magnetic particles entering the circulating fluid (eg lubricating oil) are again entrained and exert an enhanced destructive action.
In addition to this damage-causing inconvenience, most magnetic systems of this species exhibit uncontrollable magnetic stray fields at various points on their surface, which can also collect ferromagnetic particles and re-enter. also, without being desired, in circulation, and exert their destructive effect there.
The aim of the present invention is to eliminate the drawbacks mentioned above and to create a stop device for ferro-magnetic particles based on the principle of permanent magnetization, which ideally satisfies all the technical requirements imposed on a device. of this species. It is therefore necessary to achieve, on the one hand, a strong adhesion with maximum operating safety, for the ferro-magnetic particles to be stopped, and on the other hand the magnetic field intended to stop the ferro-magnetic particles should only exert its effects. 'inside the magnetic system and must have an inwardly directed magnetic suction action.
Magnetic stray fields directed outwards from the magnetic system such as they generally occur around ordinary air gaps and which cause the deleterious influences described above must be completely suppressed.
Finally, a sufficiently large collecting space must be provided to collect the ferro-magnetic particles.
The present invention is based on the application of a magnetic effect not yet known or used in the
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public domain. For the purpose of explaining the principle, the accompanying drawing shows through Figures 1 to 5 the insufficient proposals known hitherto. If we take a bar with permanent magnetization 1 and if it is fixed by a pole, for example the North N peel, to a tin dish 2 of magnetic conductivity, closed from all sides, except on the top, by example of a cylindrical shape according to Figures 1 and 2, there is formed at the upper edge of the open soft iron bowl an annular shaped peel N, and at the second free end, of the permanent magnet bar 1, emerging from the bowl, is the peeled S.
The freely arranged peel S can either be level with the upper edge of the soft iron bowl (figure 1) or emerge above this edge (figure 2).
There is therefore produced between the two poles a magnetic field crossing the air gap, with relatively limited purely external action. If such a magnetic system is used to stop ferro-magnetic particles, the particles will be collected externally in the magnetic field formed; the scattering fields directed outwards which can cause agglomerations of these ferro-magnetic particles which can for example penetrate into the circulating oil, can be easily torn and entrained and can re-enter the circulation of 'oil by producing there often very significant destruction to moving machine parts.
In magnetic systems of this kind also occur, on the outer surface of the soft iron bowl 2, uncontrollable external magnetic dispersions, which also stop ferro-magnetic particles circulating in the fluid to be filtered, which can have the harmful consequences marnas than those described more
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high, for machines. Such a magnetic system is described by an older German patent 722,182 class 47 e Gr. 35. But here, instead of the described soft iron bowl, an oil discharge via of a similarly shaped lubricating oil sump (Figure 4).
The principle is the same as that which has just been described.
If we further extend the magnetic bar 1 beyond the edge of the bowl, towards the outside (figures 3 and 4), the magnetic fields, in correspondence with the increase in magnetic volume, both N poles and S formed, become more and more intense, but it is the same for uncontrollable external magnetic dispersions, and ... consequently the harmful consequences described above are also reinforced, which can cause often serious destruction to the facilities. The magnetic effects described above are believed to be known.
If we now shorten the magnetic bar 1 towards the inside of the soft iron bowl 2, there is an original effect which could not be expected at first, which is not known or described. in the public domain. Already with a very slight shortening of the bar magnet 1 under the upper edge of the soft iron bowl 2 the free S pole of the bar magnet produces a very strong magnetic field, the ring pole N on the other hand hardly emits any lines magnetic force or a few rare magnetic lines of force.
Uncontrollable harmful magnetic dispersions outside the periphery of the cuvette also disappear in practice (Figures 6 and 7). With an additional shortening of the permanent magnet bar l @ the free S peel still produces a very intense magnetic field, the annular pole N of the soft iron bowl 2 on the other hand
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is no longer magnetic at all. Uncontrollable external magnetic dispersions on the external surface of the magnetic system also disappear completely.
This magnetic effect, which could not be expected from the start, makes it possible to create an ideal useful magnetic field, closed, directed only towards the interior of the system, of very high collecting capacity, greater than for all the other known filters. so far, for ferromagnetic particles.
forming
In the practical embodiment, magnetic systems according to the present invention, for example by revoting the bar magnet inside the bowl completely, or only to the end of the pole 6, / d 'an antimagnetic material 3, for example brass, copper, aluminum, but also metallic substances, so that the space between the magnetic bar 1 and the soft iron cup is completely filled, (figure 8).
In this case, the ferro-magnetic particles which have to be stopped cannot penetrate into this space and thus complicate the cleaning of the filter, so that also a premature magnetic short-circuit is excluded.
The free S pole end of the permanent magnet bar 1 can also be provided, in order to increase the extent of the emitting surface of the magnetic lines of force, with a pole shoe 4 of soft iron. (figure 9). The annular space between the cover plate 4 of the pole S of the magnetic bar 1 and the inner wall of the soft iron bowl 2 can also in this case and for the same reasons be filled with an anti-magnetic substance. .
The upper edge of the soft iron bowl 2 can also be flared outwards (Figure 10) which enlarges the collecting space for the ferro-magnetic particles which must be arrested. But this edge can also be @
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folded inward (figure 11). The open side of the soft iron cup 2 of the magnetic system can also be closed by an antimagnetic cover plate 5, perforated, allowing the passage of the ferro-magnetic particles (FIG. 12).
The operation of a magnetic system, according to the present invention, is explained with the aid of Figures 13, 15, in which the magnetic field and the stopped and directed particles are indicated by dotted lines.
The ferro-magnetic particles to be separated and removed from any medium are attracted by the internal magnetic field of the system to the first most effective radiation location of the magnetic pole S (Figure 13). They adhere very strongly to it and form agglomerations there which move laterally towards the interior of the magnetic bowl to gradually close (figure 14). Agglomeration then continues: gradually in the manner described, until the entire collecting space is filled with ferro-magnetic particles to the edge (fig.15) of the soft iron bowl 2. The system is then completely short-circuited magnetically.
Magnetic dispersion fields penetrating into the circulating fluid and consequently also agglomerations of ferro-magnetic particles, which could produce the destruction mentioned above, no longer exist. This gradually progressing filtration operation therefore constitutes an intense magnetic suction action directed constantly towards the interior of the system. The arrested ferro-magnetic particles adhere very firmly by magnetization.
It is also possible to assemble in series several of the magnetic systems of this kind intended for the same purpose; for example, they can be mounted in a suitable filter housing and used as a through filter. Or we
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can use magnetic systems of this kind, within the scope of the present intention, by combining them with oil discharge screws of transmission cases, oil cases etc., or mounted on the via of oil discharge is mounted in a bore provided in this discharge screw.
The discharge screw itself may be in the form of a soft iron bowl 2 and may be used for the purpose described by the present invention.
CLAIMS.
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1.- Magnetic system based on the principle of permanent magnetization and intended to stop ferro-magnetic particles, characterized in that a soft iron bowl (2) open on one side, of arbitrary section, contains a bar permanently magnetized (1) of lesser height than that of the bowl, whose peel S for example is located below the level of the upper annular edge of polarity N for example of the soft iron bowl 2), which maintains a field intense magnetic at the upper pole of the magnet (1), while on the other hand the magnetic field of opposite polarity at the edge of the soft iron bowl (2) becomes weaker, or disappears completely,
marl besides the magnetic dispersion outside the outside surface of the head tank (2).