PL182583B1 - Element magnetyczny do filtrowania - Google Patents

Abstract

1. Element magnetyczny do filtro- wania czastek materialu ferromagnetyczne- go zawieszonych w plynie, zawierajacy magnes i pare metalowych plytek, przy czym magnes ten ma przeciwlegle po- wierzchnie o przeciwnej biegunowosci ma- gnetycznej, z którymi stykaja sie plytki w odpowiedniej kolejnosci, znamienny tym, ze kazda metalowa plytka (5, 6) posiada wybrania (7, 8) oraz nabiegunni- ki (11, 12) usytuowane w kierunku pro- mieniowym naprzeciwko siebie, przy czym usytuowane osiowo jedno nad drugim wy- brania (7, 8) w róznych plytkach (5, 6) sta- nowia kanaly przeplywu plynu, a nabie- gunniki tej samej plytki przylegaja do tego samego bieguna magnetycznego, natomiast pary ustawionych naprzeciw siebie nabie- gunników ( 1 1, 1 2) z dwóch róznych ply- tek (5, 6) przylegaja do dwóch róznych biegunów magnetycznych. FIG. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element magnetyczny do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego z płynu, w którym cząstki te są zawieszone.

Płyny, takie jak olej, który krąży w silniku i/albo w skrzyni biegów albo ciecz hydrauliczna, która krąży w układach hydraulicznych, mają skłonność do zbierania cząstek żelaza z metalowych powierzchni, które są tymi płynami smarowane. Wspomniane opiłki żelaza zawieszone w płynie, przyspieszają zużycie wyżej wymienionych powierzchni metalowych, co staje się powodem wytwarzania jeszcze większej ilości zawieszonych w płynie cząstek żelaza.

Zwyczajne filtry zawodzą przy oddzielaniu od płynu zawieszonych cząstek żelaza, które szkodzą silnikowi i/albo skrzyni biegów albo układowi hydraulicznemu. Ponadto, ponieważ nie ma możliwości wykazywania i kontroli ilości cząstek żelaza zawieszonych w płynie, płyn ten po pewnym czasie użytkowania silnika jest z konieczności w całości wymieniany na nowy, aby ograniczyć zakres ewentualnych uszkodzeń.

Z amerykańskiego opisu patentowego US 2 149 764 FREI znane są metody filtrowania magnetycznego. Urządzenie będące przedmiotem tego opisu posiada szereg walcowych magnesów, oddzielonych szeregiem płytek przegrodowych, które są namagnesowywane przez styczność z magnesami. W urządzeniu występuje siatka w kształcie walca, także namagnesowana przez styczność z płytkami przegrodowymi. Siatka zwiększa zasięg pola magnetycznego i jest umieszczona w torze ruchu płynu. Ruch płynu jest jednak niekorzystnie utrudniony przez stałe nagromadzanie się metalowych cząstek w siatce. W znanym urządzeniu wytwarza się inaczej ukształtowane pole strumienia magnetycznego w porównaniu z polem wytwarzanym w urządzeniu według wynalazku.

Inne urządzenie, będące przedmiotem opisu patentowego FR 114 135 PHILIPS, wykorzystuje nie podlegające korozji płytki, umieszczone z obu stron walcowego magnesu. Płytki te mają szerokość i ogólną konstrukcję taką aby zwiększyć powierzchnię namagnesowania, a szczeliny w płytkach funkcjonują jako przejścia dla płynu. Cząstki metalu mają osadzać się w kierunku promieniowym pomiędzy palcami płytek.

Opis patentowy GB 684 052 SPODIG przedstawia jeszcze inne sposoby zestawienia magnesów i płytek. Jednym z zestawień jest pośrednia płytka, umieszczona pomiędzy biegunami dwóch magnesów o tej samej biegunowości, z dodatkowymi dwoma płytkami przymocowanymi do zewnętrznych powierzchni magnesów. Urządzenie to ma taką konstrukcję, aby żadne linie działania siły nie powstawały z zewnętrznych powierzchni płytek, a także aby pola magnetyczne były ogniskowane dookoła płytki pośredniej.

Orientacja płytek i magnesu w urządzeniu SPODIG jest niekorzystna ze względu na rozproszenie pól i ograniczoną przestrzeń gromadzenia, która wybrzuszałaby się, a pole magnetyczne działałoby tylko na krawędzi zewnętrznego układu magnetycznego przy szkodliwym działaniu rozproszenia szczeliny powietrznej. W celu gromadzenia cząstek, najlepszym sposobem, według SPODIG, jest umieszczenie pomiędzy magnesami jak najcieńszej płytki i zwiększenie wzdłużnego rozmiaru magnesów, aby przytrzymać cząstki przy krzywych powierzchniach obrzeżnych magnesów. Urządzenie opracowane jest tak, aby linie działania siły nie były wytwarzane przez zewnętrzne płytki, działa więc na innej zasadzie niż urządzenie według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem, prezentowany element magnetyczny do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego z płynu, w którym cząstki te są zawieszone, zawiera magnes i parę metalowych płytek, przy czym magnes posiada przeciwległe powierzchnie o przeciwnej biegunowości magnetycznej, a płytki metalowe stykają się z wymienionymi powierzchniami w odpowiedniej kolejności. Każda metalowa płytka posiada wybrania wokół zewnętrznego obwodu płytki oraz nabiegunniki usytuowane w kierunku promieniowym naprzeciwko siebie. Usytuowane osiowo jedno nad drugim wybrania w różnych płytkach stanowią kanały przepływu płynu, a nabiegunniki tej samej płytki przylegają do tego samego bieguna magnetycznego, natomiast pary ustawionych naprzeciw siebie nabiegunników z dwóch różnych płytek przylegają do dwóch różnych biegunów magnetycznych. Przy takiej konstrukcji, płyn skierowany na górną metalową płytkę, dzieląc się na poszczególne strumienie, przechodzi przez wybrania w górnej płytce, trafia na odpowiadające im wybrania w dolnej płytce i opuszcza element. Pole magnetyczne, utworzone między parami nabiegunników z górnej

182 583 i dolnej płytki, powoduje zmianę kierunku przepływu cząstek materiału ferromagnetycznego w strumieniu płynu w stronę przestrzeni, zawartych między położonymi naprzeciw parami nabiegunników, do których cząstki materiału ferromagnetycznego są przyciągane i gdzie są zatrzymywane.

Element magnetyczny do filtrowania może być dodatkowo zaopatrzony w płytkę rozdzielczą posiadającą otwory, które są ustawione osiowo z wymienionymi wcześniej wybraniam! obu metalowych płytek. Otwory te stanowiąjedyne przejście dla strumieni płynu i zbierają one strumienie płynu przepływającego przez wybrania, co zapobiega wypłukiwaniu cząstek materiału ferromagnetycznego osadzonych już w elemencie.

Element magnetyczny do filtrowania korzystnie jest wyposażony w rurkę środkową.

Płytka rozdzielcza, metalowe płytki i magnes, po ich zestawieniu, tworzą centralny kanał odpowiadający kształtowi powierzchni rurki środkowej, na której montuje się element i która jednocześnie wyprowadza oczyszczony płyn do układu zewnętrznego. Korzystnie, jeżeli każda wewnętrzna krawędź wybrania i każdy zewnętrzny brzeg nabiegunnika metalowych płytek mają przynajmniej jedną szczelinę, a zewnętrzne brzegi położonych naprzeciw nabiegunników metalowych płytek są łukowo zakrzywione, skierowane do siebie. Komponenty elementu według wynalazku mogą być zaopatrzone w odpowiednio ukształtowane powierzchnie, utrzymujące trwale w linii osiowej otwory płytki rozdzielczej i wybrania metalowych płytek. Płytka rozdzielcza korzystnie jest z materiału nieferromagnetycznego, co będzie zapobiegało gromadzeniu się na niej cząstek materiału ferromagnetycznego zawieszonych w płynie. Rurka środkowa może mieć na zewnętrznej powierzchni pierścieniowe wgłębienie, w którym umieszcza się pierścień zaciskowy, utrzymujący zestaw płytek i magnes w ścisłym kontakcie ze sobą. Magnes powinien wytwarzać na tyle silne pole magnetyczne między metalowymi płytkami, aby przyciągać cząsteczki materiału ferromagnetycznego z płynu przepływającego przez element.

Korzystnie, metalowa płytka, znajdująca się jako pierwsza na drodze przepływu strumieni płynu w elemencie, jest grubsza od drugiej metalowej płytki, przez którą płyn opuszcza element.

Element jest dodatkowo zaopatrzony w nasadkę rozdzielającą, która posiada wlotowe i wylotowe króćce, łączące się z zawierającym płyn układem zewnętrznym, zbiornikiem zawierającym płyn, silnikiem i/albo skrzynią biegów lub układem hydraulicznym. Wlotowy króciec w nasadce wprowadza strumień płynu do otworów w rozdzielczej płytce i w wybrania w metalowych płytkach elementu. Nasadka rozdzielająca jednocześnie jest przystosowana do podłączenia do filtra (popularnego filtra olejowego). Wylot z tego filtra przechodzi w rurkę środkową w magnetycznym elemencie do filtrowania, a następnie w wylotowy króciec, oddający oczyszczony płyn do układu zewnętrznego.

W odmianie wynalazku element magnetyczny do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego zawieszonych w płynie, zawiera magnes i parę metalowych płytek, przy czym magnes ten ma przeciwległe powierzchnie o przeciwnej biegunowości magnetycznej, z którymi stykają się płytki w odpowiedniej kolejności. W elemencie tym każda metalowa płytka posiada wybrania oraz nabiegunniki usytuowane w kierunku promieniowym naprzeciwko siebie, przy czym usytuowane osiowo jedno nad drugim wybrania w różnych płytkach stanowią kanał przepływu płynu. Nabiegunniki tej samej płytki przylegają do tego samego bieguna magnetycznego, natomiast pary ustawionych naprzeciw siebie nabiegunników z dwóch różnych płytek przylegają do dwóch różnych biegunów magnetycznych. Element jest wyposażony w płytkę rozdzielczą, rurkę środkową, nasadkę rozdzielającą stanowiąc integralną część filtra, przy czym płytka rozdzielcza, metalowe płytki, magnes i środkowa rurka mają otwory tworzące po zmontowaniu kanał centralny.

Element według wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, na którym: fig. 1 jest przekrojem poprzecznym przez element magnetyczny do filtrowania, fig. 2 jest widokiem elementu pokazanego na fig. 1 w zestawieniu montażowym, fig. 3 jest widokiem z góry rozdzielczej płytki, fig. 4 jest widokiem z góry metalowej płytki, fig. 5 jest przekrojem poprzecznym przykładowej konstrukcji, gdzie zastosowano element pokazany na fig. 1 i 2.

182 583

Element magnetyczny do filtrowania, przedstawiony na fig. 1 i 2, przeznaczony do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego (nie pokazane) z płynu 34, w którym wymienione cząstki są zawieszone, zawiera magnes 2 posiadający dwie powierzchnie 3, 4 o przeciwnej biegunowości magnetycznej, z którymi to powierzchniami 3, 4 stykają się w odpowiedniej kolejności metalowe płytki 5, 6. Płytki 5, 6 mają na obwodach brzegów 9, 10 parzystą liczbę wybrań 7, 8, co tworzy nabiegunniki 11, 12 zgodnie z fig. 2 i 4. Parzysta liczba nabiegunników 11, 12 jest tak ustawiona, aby nabiegunniki 11 i wybrania 7 płytki 5 w stosunku do odpowiadających im nabiegunników 12 i wybrań 8 płytki 6 były ustawione w płaszczyznach prostopadłych do powierzchni płytek 5, 6, przechodzących przez wspólną dla nich oś symetrii.

Odpowiadające sobie pary nabiegunników 11, 12, posiadają przeciwną biegunowość magnetyczną z powodu ich odpowiednich położeń na powierzchniach 3, 4 magnesu 2. Zachodzą one na zewnętrzny brzeg 13 magnesu 2, ograniczając z góry i z dołu przestrzenie 14, które sięgają w kierunku promieniowym i w których ferromagnetyczne cząstki, pod wpływem wytworzonych tam pól magnetycznych, mogąbyć zatrzymane. Zewnętrzne brzegi 9, 10 każdej pary nabiegunników 11, 12 są zakrzywione łukowo do siebie, aby wzmocnić siłę i rozkład pól magnetycznych. Ponadto, ponieważ każde z wybrań 7, 8 sąsiaduje z nabiegunnikami 11, 12, cząstki materiału ferromagnetycznego są wypychane z toru ruchu płynu i przyciągane w kierunku przestrzeni 14.

Każdy brzeg 9, 10 nabiegunnika 11, 12 i każda wewnętrzna krawędź wybrania 7, 8 mają ponadto szczeliny 15. Każda szczelina 15 ogranicza sąsiadujące przestrzenie o tej samej biegunowości, w których jest wytworzone mocne pole magnetyczne. Takie przestrzenie dodatkowo zwiększają zatrzymywanie cząstek materiału ferromagnetycznego w przestrzeniach 14 między nabiegunnikami 11, 12.

Zgodnie z fig. 2, od góry na zestaw płytek 5, 6 oraz magnesu 2 nakłada się okrągłą płytkę 21 rozdzielczą, która ma symetrycznie umieszczone otwory 24, w liczbie równej liczbie wybrań 7 w płytce 5. Każda płytka 5, 6 i magnes 2 posiadają centralnie wykonane otwory 16, 17, 18 o specjalnym kształcie 25, 26. Również płytka 21 rozdzielcza ma otwór 22 o kształcie 27 identycznym z kształtami 25 i 26. Kształtowe otwory 16, 17, 22, umieszczone centralnie w magnesujących płytkach 5, 6 i w rozdzielczej płytce 21 oraz otwór 18 w magnesie 2, po zestawieniu montażowym tworzą w elemencie kanał 19. Zewnętrzna powierzchnia rurki 20 środkowej, na którą nasadzane są płytki 5, 6, 21 i magnes 2 fig. 2, odpowiada kształtem 28 kanałowi 19 zestawu płytek 5, 6, 21 i magnesu 2, co zapewnia, że wszystkie komponenty elementu magnetycznego do filtrowania mają wspólną oś symetrii i może być on zmontowany tylko w jeden sposób, a ponadto zabezpiecza płytki 5, 6, 21 i magnes 2 przed zmianą położenia względem siebie, co jest warunkiem prawidłowej pracy elementu magnetycznego.

Zewnętrzna powierzchnia 30 rurki 20 ma pierścieniowe wgłębienie 31, które jest przystosowane do przymocowania pierścienia 32 zaciskowego przy montażu elementu magnetycznego do filtrowania. Rozdzielcza płytka 21 dookoła centralnego kształtowego otworu 22 posiada kołnierz 29, o który opiera się pierścień 32 zaciskowy.

Na fig. 5 pokazano zastosowanie elementu magnetycznego do filtrowania, umieszczonego w sposób usuwalny między nasadką 33 rozdzielającą, wprowadzającą przez wlotowy króciec 43 płyn 34, który jest filtrowany w filtrze 35 i wyprowadzającą przez wylotowy króciec 45 płyn 34 po filtrowaniu.

Rozdzielcza płytka 21 jest obwodowo uszczelniona za pomocą uszczelki 39 pierścieniowej do obudowy filtra 35, aby zapewnić, ze cały płyn 34, wpływający do elementu magnetycznego przez otwory 24 w rozdzielczej płytce 21 przechodzi do wybrań 7, 8 w metalowych płytkach 5,6.

Filtr 35 może być przyłączony do nasadki 33 rozdzielającej za pomocą śruby 36, która wchodzi przez dolną powierzchnię filtra 35, przechodzi przez jego środkowy kanał 44 i jesl wkręcona do nasadki 33. Sprężyna umieszczona między wkładką filtracyjną 38, a podstawą filtra 35, dociska do nasadki 33 rozdzielającej element magnetyczny do filtrowania.

182 583

Środkowa rurka 20 jest uszczelniona do nasadki 33 i do powierzchni 40 wkładki filtracyjnej 38, umieszczonej w filtrze za pomocą obwodowych uszczelnień 41, 42.

Płyn 34 wchodzi do zawierającej płyn nasadki 33 rozdzielającej przez wlotowy króciec 43, przepływa w kierunku do rozdzielczej płytki 21, a następnie przepływa przez osiowo zbieżne jej otwory 24 i wybrania 7, 8 w płytkach 5, 6 w odpowiedniej kolejności, wychodzi z elementu magnetycznego do filtrowania, a następnie wchodzi do filtra 35 i przepływa do wkładki filtracyjnej 38. Po filtracji płyn 34 przepływa środkowym kanałem 44, który przechodzi w rurkę 20 środkową elementu magnetycznego do filtrowania. Wychodząc z rurki 20, płyn 34 poprzez nasadkę 33 opuszcza element przez wylotowy króciec 45. Potem płyn 34 ponownie krąży w układzie silnika i/albo skrzyni biegów lub układzie hydraulicznym przed powrotem do wlotowego króćca 43.

W przypadku zatoru we wkładce filtracyjnej 38 filtra 35, zawór odciążenia ciśnienia 46 pozwala płynowi 34 na ominięcie wkładki filtracyjnej 38 i kontynuowanie przepływu płynu 34 przez środkowy kanał 44 filtra 35. Przy takim zatorze, cząstki materiału zatrzymane we wkładce filtracyjnej 38 mogłyby być niekorzystnie spłukane do ponownego obiegu.

Ponieważ płyn pobierany do elementu magnetycznego do filtrowania jest odizolowany od płynu oddawanego, wszystkie cząstki zgromadzone w nim są zatrzymywane w przestrzeniach 14, zawartych między parami nabiegunników 11, 12 metalowych płytek 5, 6, przez co przestrzenie te mogą być ponadto dogodnym punktem kontroli zużycia elementów silnika i/albo skrzyni biegów lub układu hydraulicznego.

Korzystnie element magnetyczny do filtrowania ma dwie rozdzielcze płytki 21, ustawione z obu stron zestawu metalowych płytek 5, 6 oraz magnesu 2, a każda rozdzielcza płytka 21 posiada otwory 24, które są ustawione w linii osiowej z wybraniami 7, 8. Otwory 24 w pierwszej górnej rozdzielczej płytce 21 są jedynym wejściem dla płynu 34 do przestrzeni zawartej między metalowymi płytkami 5, 6, a otwory w drugiej dolnej rozdzielczej płytce zbierają strumienie płynu 34 przy wychodzeniu ze wspomnianej przestrzeni.

W odmianie wynalazku element magnetyczny do filtrowania tworzy integralną całość z filtrem 35,

182 583

FI6.5

182 583

FUS .2.

182 583

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element magnetyczny do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego zawieszonych w płynie, zawierający magnes i parę metalowych płytek, przy czym magnes ten ma przeciwległe powierzchnie o przeciwnej biegunowości magnetycznej, z którymi stykają się płytki w odpowiedniej kolejności, znamienny tym, że każda metalowa płytka (5, 6) posiada wybrania (7, 8) oraz nabiegunniki (11, 12) usytuowane w kierunku promieniowym naprzeciwko siebie, przy czym usytuowane osiowo jedno nad drugim wybrania (7, 8) w różnych płytkach (5, 6) stanowią kanały przepływu płynu, a nabiegunniki tej samej płytki przylegają do tego samego bieguna magnetycznego, natomiast pary ustawionych naprzeciw siebie nabiegunników (11, 12) z dwóch różnych płytek (5, 6) przylegają do dwóch różnych biegunów magnetycznych.
2. 2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wyposażony w płytkę (21) rozdzielczą.
3. 3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że jest wyposażony w nieferromagnetyczną płytkę (21) rozdzielczą.
4. 4. Element według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jest wyposażony w rurkę (20) środkową.
5. 5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że każda wewnętrzna krawędź wybrania (7, 8) i zewnętrzny brzeg (9, 10) każdego nabiegunnika (11, 12) ma co najmniej jedną szczelinę (15).
6. 6. Element według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że zewnętrzne brzegi (9, 10) położonych parami naprzeciw nabiegunników (11, 12) metalowych płylek (5, 6), są łukowo zakrzywione i skierowane do siebie.
7. 7. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że płytka (21) rozdzielcza ma otwory będące w linii osiowej z wybraniami (7, 8).
8. 8. Element według zastrz. 1 albo 2, albo 5, albo 7, znamienny tym, że metalowa płytka (5) jest umieszczona jako pierwsza na drodze przepływu płynu (34) i jest grubsza od drugiej metalowej płytki (6).
9. 9. Element według zastrz. 3 albo 4, albo 6, znamienny tym, że zewnętrzna powierzchnia środkowej rurki (20) ma pierścieniowe wgłębienie (31), w którym jest umieszczony pierścień (32) zaciskowy.
10. 10. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że płytka (21) rozdzielcza jest złożona z dwóch płytek ustawionych z obu stron metalowych płytek (5, 6) i magnesu (2), posiadających otwory (24), które są ustawione w linii osiowej z wybraniami (7,8) metalowych płytek (5,6).
11. 11. Element magnetyczny do filtrowania cząstek materiału ferromagnetycznego zawieszonych w płynie, zawierający magnes i parę metalowych płytek, przy czym magnes ten ma przeciwległe powierzchnie o przeciwnej biegunowości magnetycznej, z którymi stykają się płytki w odpowiedniej kolejności, znamienny tym, że każda metalowa płytka (5, 6) posiada wybrania (7, 8) oraz nabiegunniki (11, 12) usytuowane w kierunku promieniowym naprzeciwko siebie, przy czym usytuowane osiowo jedno nad drugim wybrania (7, 8) w różnych płytkach (5, 6) stanowią kanał przepływu płynu, a nabiegunniki tej samej płytki przylegają do tego samego bieguna magnetycznego, natomiast pary ustawionych naprzeciw siebie nabiegunników (11, 12) z dwóch różnych płytek (5, 6) przylegają do dwóch różnych biegunów magnetycznych oraz element zawiera płytkę (21) rozdzielczą rurkę (20) środkową nasadkę (33) rozdzielającą, stanowiąc integralną część filtra (35), przy czym płytka (21) rozdzielcza, metalowe płytki (5, 6), magnes (2) i środkowa rurka (20) mają otwory tworzące po zmontowaniu kanał (19) centralny.

    182 583