Durchfluss-Magnetabscheider

Ferromagnetische Verunreinigungen können während der Herstellung, des Transports, der Lagerung oder durch Verschleiß technologischer Anlagen in flüssige Materialien gelangen. Sie können in Form von Metallspänen, Splittern, Zunder, Bruchstücken, Drahtstücken oder sehr feinen Partikeln auftreten, die durch Abrieb von Anlagen entstehen.

Der Durchflussabscheider wird direkt in die Rohrleitung eingebaut. Das Material strömt durch ein System von Magnetrohren, auf deren Oberfläche ferromagnetische Partikel aufgefangen werden. Das gereinigte Material fließt anschließend in den nächsten Abschnitt der Anlage weiter.

Was ist ein Durchfluss-Magnetabscheider?

Ein Durchfluss-Magnetabscheider ist eine geschlossene Edelstahlvorrichtung mit mehreren Magnetkernen, die in schützenden Rohren angeordnet sind. Die Rohre sind so positioniert, dass sie ein Strömungslabyrinth bilden und das zu verarbeitende Medium möglichst nahe an ein starkes Magnetfeld führen.

Je nach Konstruktion und Betriebsbedingungen kann der Abscheider eingesetzt werden für:

• frei fließende Flüssigkeitsgemische,
• druckbeaufschlagte Rohrleitungssysteme,
• flüssige und halbflüssige Produkte,
• horizontale Rohrleitungen,
• vertikale Rohrleitungen,
• den Schutz von Pumpen, Düsen, Filtern und weiteren Anlagen,
• die Erhöhung der Reinheit des Endprodukts.

Wie funktioniert ein Durchfluss-Magnetabscheider?

Im Inneren des Abscheidergehäuses befinden sich schützende Edelstahlrohre mit leistungsstarken Neodym-Magnetkernen. Der Medienstrom muss zwischen den einzelnen Rohren hindurchgeführt werden und gelangt dadurch in unmittelbare Nähe des Magnetfeldes.

1. Das flüssige oder halbflüssige Gemisch tritt in das Gehäuse des Abscheiders ein.
2. Das Strömungslabyrinth teilt den Medienstrom auf und leitet ihn zwischen den Magnetrohren hindurch.
3. Ferromagnetische Partikel werden im Magnetfeld magnetisiert.
4. Die Partikel werden an die Oberfläche der Schutzrohre gezogen.
5. Die aufgefangenen Verunreinigungen verbleiben bis zur Reinigung auf den Rohren.
6. Das gereinigte Medium verlässt den Abscheider über den Auslass und fließt zurück in das Rohrleitungssystem.

Verunreinigungen sammeln sich häufig auf der dem Strömungsverlauf abgewandten Seite des Rohres. Dadurch können sie vom Materialstrom nicht so leicht wieder abgerissen werden.

Warum ist das Strömungslabyrinth wichtig?

Eine hohe magnetische Flussdichte allein garantiert noch keine wirksame Reinigung. Das ferromagnetische Partikel muss ausreichend nahe an die Oberfläche des Magnetrohres gelangen.

Ein richtig ausgelegtes Labyrinth:

• verteilt den Medienstrom zwischen den Magnetrohren,
• verringert Bereiche, durch die Material ohne wirksame Kontrolle hindurchströmen könnte,
• nutzt die Arbeitslänge der Magnetrohre,
• gewährleistet einen ausreichenden Kontakt des Mediums mit dem Magnetfeld,
• berücksichtigt die erforderliche Durchflussleistung der Rohrleitung.

Welche Verunreinigungen fängt ein Durchfluss-Magnetabscheider auf?

Der Abscheider ist hauptsächlich für ferromagnetische Verunreinigungen vorgesehen, also für Materialien, die von einem Permanentmagneten angezogen werden können.

Typischerweise aufgefangene Verunreinigungen

• Eisenspäne und Metallsplitter,
• Partikel aus gewöhnlichem magnetischem Stahl,
• Zunder,
• Drahtstücke und Teile von Verbindungselementen,
• durch Verschleiß von Pumpen und Rohrleitungen entstehende Partikel,
• feiner ferromagnetischer Staub,
• schwach magnetische Partikel, die bei der mechanischen Verarbeitung des Materials entstehen.

Was fängt ein gewöhnlicher Magnetabscheider nicht auf?

Ein gewöhnlicher Permanentmagnet zieht beispielsweise Aluminium, Kupfer, Messing, Kunststoff, Glas oder andere nichtmagnetische Materialien nicht an. Einige Arten von Edelstahl werden nur schwach oder überhaupt nicht angezogen.

Wenn auch nichtmagnetische Partikel entfernt werden müssen, muss die Magnetabscheidung durch ein anderes Filter- oder Abscheidesystem ergänzt werden.

Welche flüssigen Materialien können abgeschieden werden?

Durchflussabscheider können für zahlreiche flüssige und halbflüssige Materialien eingesetzt werden. Die Eignung einer konkreten Anlage hängt jedoch immer von Viskosität, Temperatur, Druck, chemischer Zusammensetzung, Durchfluss und Abrasivität des Mediums ab.

Anwendungsbeispiele

• Öle und Kühlemulsionen,
• Spülbäder,
• Sirupe und Zuckerlösungen,
• Joghurt und andere flüssige Lebensmittelprodukte,
• Ketchup, Saucen und halbflüssige Gemische,
• Pflanzenöle,
• keramische Massen und Glasuren,
• chemische Gemische,
• technische Flüssigkeiten,
• flüssige Zwischenprodukte in der Produktion.

Zwei Hauptziele der Magnetabscheidung

1. Schutz der Produktionstechnik

Der Abscheider wird vor Anlagen installiert, die durch metallische Verunreinigungen beschädigt oder übermäßig verschlissen werden könnten.

Typischerweise schützt er:

• Pumpen,
• Ventile,
• Düsen,
• Wärmetauscher,
• mechanische Filter,
• Messgeräte,
• Dosiersysteme,
• weitere empfindliche Komponenten der Produktionslinie.

In diesem Fall wird der Abscheider vor der zu schützenden Technologie installiert. Ziel ist es insbesondere, Partikel aufzufangen, die mechanische Schäden, Verstopfungen oder Anlagenstillstände verursachen könnten.

2. Erhöhung der Produktreinheit

Das zweite Ziel besteht darin, möglichst viele ferromagnetische Partikel direkt aus dem Endprodukt zu entfernen.

Der Abscheider kann installiert werden:

• am Ende des Produktionsprozesses,
• vor dem Abfüllen oder Verpacken,
• an mehreren Stellen der Produktionslinie,
• vor einem empfindlichen Kontroll- oder Endbearbeitungsschritt.

Um eine hohe Reinheit zu erzielen, sind häufig eine leistungsstärkere Magnetausstattung, ein geeignetes Labyrinth und eine korrekt eingestellte Strömungsgeschwindigkeit erforderlich.

Magnetische Flussdichte und Abreißkraft

Beim Vergleich von Abscheidern werden häufig zwei Werte angegeben – die magnetische Flussdichte in Gauß und die Abreißkraft in Newton.

Magnetische Flussdichte in Gs

Die magnetische Flussdichte beschreibt die Stärke des Magnetfeldes an einer bestimmten Messstelle. Ein höherer Wert kann beim Auffangen feiner Partikel hilfreich sein, sagt jedoch allein noch nichts über die Gesamtwirksamkeit des Abscheiders aus.

Abreißkraft in N

Die Abreißkraft gibt an, mit welcher Kraft ein definierter Stahlprüfkörper an der Oberfläche des Rohres oder Magnetkerns gehalten wird.

Eine höhere Abreißkraft trägt dazu bei, dass aufgefangene Partikel auch bei strömendem Material auf dem Rohr haften bleiben.

Welcher Wert ist wichtiger?

Beide Werte müssen gemeinsam mit der Konstruktion des Abscheiders beurteilt werden. Wichtig sind außerdem die Anzahl der Rohre, ihr Abstand, ihre Länge und ihr Durchmesser, die Dicke der Schutzwand sowie die Eigenschaften des strömenden Mediums.

Können auch sehr feine Metallpartikel aufgefangen werden?

Leistungsstarke Neodym-Abscheider können unter geeigneten Bedingungen auch sehr feine ferromagnetische Partikel auffangen. Eine allgemein gültige Mindestpartikelgröße kann jedoch nicht für alle Materialien und Betriebsbedingungen angegeben werden.

Das Ergebnis wird insbesondere beeinflusst durch:

• die magnetischen Eigenschaften der Verunreinigung,
• Größe, Form und Gewicht des Partikels,
• die Viskosität des Mediums,
• die Strömungsgeschwindigkeit,
• den Abstand des Partikels zum Rohr,
• die Schicht bereits aufgefangener Verunreinigungen,
• die Magnetleistung des Abscheiders.

Durchflussabscheider für freien und druckbeaufschlagten Durchfluss

Durchflussabscheider können sowohl in Systemen eingesetzt werden, in denen das Material durch Schwerkraft fließt, als auch in druckbeaufschlagten Rohrleitungen.

Freier Durchfluss

Das Medium fließt aufgrund seines Eigengewichts oder ohne nennenswerten Überdruck durch den Abscheider. Entscheidend sind die richtige Ausrichtung, eine ausreichende Durchflussleistung und die Vermeidung von Materialansammlungen bei dickflüssigen Medien.

Druckrohrleitung

Der Abscheider muss konstruktiv für den jeweiligen Betriebsdruck ausgelegt sein. Standard-Durchflussabscheider werden häufig für übliche Drucksysteme hergestellt, Sonderausführungen können auch für höhere Drücke ausgelegt werden.

Arten von Durchfluss-Magnetabscheidern

Die Durchflussabscheider von MAGSY werden in mehreren Baureihen hergestellt. Sie unterscheiden sich hinsichtlich Größe, Magnetausstattung, Strömungslabyrinth, Reinigungssystem, Bedienersicherheit und Preisniveau.

Durchfluss-Magnetabscheider MF Classic

Die Baureihe Classic ist eine bewährte universelle Lösung für manuell gereinigte Durchflussabscheider. Die Magnetkerne befinden sich in Schutzrohren und werden bei der Reinigung in vertikaler Richtung verschoben.

Hauptvorteile der Baureihe Classic

• bewährtes Strömungslabyrinth,
• starke Neodym-Magnete,
• verschiebbare Magnetkerne,
• einfachere manuelle Reinigung,
• Schutz der Magnetkerne vor direktem Kontakt mit dem Medium,
• mehrere Magnetleistungsstufen,
• großer Bereich an Rohrleitungsgrößen,
• Herstellung aus unterschiedlichen Edelstahlwerkstoffen möglich.

Die Baureihe Classic wird standardmäßig für runde Rohrleitungen in mehreren Größen von etwa DN 50 bis DN 250 hergestellt.

Durchfluss-Magnetabscheider MF UP

Die Baureihe UP ist für anspruchsvollere Anwendungen vorgesehen, bei denen eine hohe Magnetleistung, eine effiziente Nutzung der Magnetrohre und ein höherer Bedienkomfort wichtig sind.

Hauptvorteile der Baureihe UP

• kaskadenförmige Strömungsführung,
• Nutzung der Arbeitslänge der Magnetrohre,
• magnetische Flussdichte bei ausgewählten Ausführungen bis zu 17.000 Gs,
• Magnetrohre mit einem Durchmesser von etwa 30 mm,
• austauschbare Schutzrohre,
• vertikal verschiebbare Magnetkerne,
• Möglichkeit zur Verriegelung des Bedienmechanismus,
• Möglichkeit zur Verwendung einer Reinigungsvorrichtung,
• geeignet für anspruchsvollere Betriebsbedingungen.

Austauschbare Schutzrohre sind beispielsweise bei abrasiveren Medien von Vorteil. Allerdings muss mit einem schnelleren Verschleiß gerechnet und der Zustand regelmäßig kontrolliert werden.

Durchfluss-Magnetabscheider MF EKO

Die Baureihe EKO ist eine wirtschaftlichere Variante des Durchflussabscheiders. Sie basiert auf dem bewährten Prinzip von Magnetkernen in Edelstahlrohren, verfügt jedoch über ein einfacheres Reinigungssystem.

Hauptvorteile der Baureihe EKO

• niedrigere Anschaffungskosten,
• einfachere Konstruktion,
• starke Neodym-Magnete,
• wirksames Strömungslabyrinth,
• Edelstahlausführung,
• wählbare Magnetleistung,
• standardmäßige Rohrleitungsanschlüsse.

Worauf ist zu achten?

Die Reinigung der Baureihe EKO ist weniger komfortabel und erfordert einen vorsichtigeren Umgang mit den Magnetkernen. Sie eignet sich daher insbesondere für Betriebe, in denen eine einfachere manuelle Reinigung akzeptabel ist.

Was ist der Unterschied zwischen Classic, UP und EKO?

Aufbau eines Durchflussabscheiders

Die Grundkonstruktion besteht aus dem Abscheidergehäuse, einer herausnehmbaren Magnetkomponente und den Rohrleitungsanschlüssen.

Abscheidergehäuse

Das Gehäuse wird fest in das Rohrleitungssystem eingebaut. Seine Abmessungen und Materialstärke müssen dem Rohrdurchmesser, dem Druck und den Betriebsbedingungen entsprechen.

Magnetkomponente

Die herausnehmbare Komponente enthält:

• Schutzrohre aus Edelstahl,
• Magnetkerne,
• einen Schiebe- oder Ausziehmechanismus,
• eine Betätigungsstange,
• einen Flansch oder ein anderes Verbindungselement zum Gehäuse.

Anschlusselemente

Je nach Ausführung kann der Abscheider beispielsweise angeschlossen werden über:

• Festflansche,
• Losflansche,
• Lebensmittelverschraubungen,
• CLAMP-Verbindungen,
• individuell ausgelegte Rohrleitungsanschlüsse.

Aus welchen Materialien werden die Abscheider hergestellt?

Als Standardmaterial wird häufig Edelstahl 1.4301 verwendet, auch bekannt als AISI 304.

Für saure, chemisch aggressivere oder hygienisch anspruchsvollere Umgebungen können je nach konkreter Anwendung beispielsweise verwendet werden:

• Edelstahl 1.4404 / AISI 316L,
• Edelstahl 1.4571 / AISI 316Ti,
• spezielle Dichtungen passend zum verarbeiteten Medium,
• individuell angepasste Oberflächenbehandlungen.

Die Materialauswahl muss auf der chemischen Zusammensetzung des Mediums, der Temperatur, der Reinigungsmethode und den hygienischen Anforderungen des Betriebs basieren.

Magnetkerne und Schutzrohre

Die Magnetkerne bestehen aus permanentmagnetischen Ringen und Polscheiben. Ihre genaue Anordnung bestimmt die resultierende magnetische Flussdichte und Abreißkraft.

Die Kerne befinden sich innerhalb von Edelstahl-Schutzrohren, die:

• die Magnete vom verarbeiteten Medium trennen,
• die Magnete vor Feuchtigkeit und chemischen Einflüssen schützen,
• eine hygienische und mechanische Reinigung ermöglichen,
• die Kerne teilweise vor abrasiver Beanspruchung schützen,
• eine glatte Oberfläche für die Strömung des Mediums bilden.

Die Rohre besitzen eine dünne Wand, damit der Abstand zwischen dem Magneten und dem aufzufangenden Partikel möglichst gering bleibt. Beschädigungen oder Verschleiß des Rohres können daher die Sicherheit und Lebensdauer der Anlage erheblich beeinflussen.

Wie wird ein Durchflussabscheider gereinigt?

Ein manuell gereinigter Durchflussabscheider muss zunächst sicher außer Betrieb genommen, drucklos gemacht und vom strömenden Medium getrennt werden.

1. Stoppen Sie den Materialdurchfluss.
2. Sperren Sie die entsprechenden Abschnitte der Rohrleitung ab.
3. Bauen Sie den Druck ab und kontrollieren Sie die Temperatur der Anlage.
4. Lösen oder entfernen Sie die Magnetkomponente vom Gehäuse des Abscheiders.
5. Bringen Sie die Komponente an einen sicheren Ort oder in eine Reinigungsvorrichtung.
6. Schieben Sie die Magnetkerne aus dem Abscheidebereich der Schutzrohre heraus.
7. Entfernen Sie nach Abschwächung des Magnetfeldes die aufgefangenen Verunreinigungen.
8. Reinigen Sie die Rohre mit einer geeigneten Bürste oder entsprechend dem betrieblichen Reinigungsverfahren.
9. Überprüfen Sie den Zustand der Rohre, Dichtungen und Verbindungsteile.
10. Bringen Sie die Magnetkerne wieder in ihre Arbeitsposition.
11. Montieren Sie die Komponente wieder in das Abscheidergehäuse.
12. Überprüfen Sie vor der Inbetriebnahme den korrekten Verschluss und die Dichtheit.

Wie häufig sollte der Abscheider gereinigt werden?

Ein einheitliches Reinigungsintervall gibt es nicht. Die Häufigkeit hängt von der Menge metallischer Verunreinigungen im Medium, dem Durchfluss, der Betriebsdauer und dem gewünschten Reinheitsgrad ab.

Der Abscheider muss gereinigt werden, bevor die Schicht des aufgefangenen Materials beginnt:

• die aktive Oberfläche der Rohre zu bedecken,
• das verfügbare Magnetfeld zu verringern,
• den Durchfluss des Mediums einzuschränken,
• den Druckverlust zu erhöhen,
• eine erneute Freisetzung von Partikeln zu verursachen.

Bei der Inbetriebnahme einer neuen Anlage empfiehlt es sich, den Abscheider zunächst häufiger zu kontrollieren und das Betriebsintervall anschließend anhand der tatsächlich aufgefangenen Verunreinigungsmenge festzulegen.

Warum verliert ein überfüllter Abscheider an Wirksamkeit?

Aufgefangene ferromagnetische Partikel bilden auf der Rohroberfläche eine Schicht. Weitere Partikel befinden sich dadurch in größerem Abstand zum Magnetkern und können vom strömenden Medium leichter wieder mitgerissen werden.

Regelmäßige Reinigung ist daher ein wesentlicher Bestandteil der ordnungsgemäßen Funktion der Anlage. Auch ein sehr leistungsstarker Abscheider kann ohne entsprechende Wartung nicht das erwartete Ergebnis liefern.

Wie wählt man den richtigen Durchflussabscheider aus?

Bei der Auswahl müssen Rohrleitung, Material, Betriebsdruck, Temperatur, gewünschter Abscheidegrad und die Möglichkeiten zur Reinigung berücksichtigt werden.

Rohrdurchmesser

Die Größe des Abscheidergehäuses muss zum Rohrleitungssystem passen. Eine ungeeignete Dimensionierung kann den Durchfluss einschränken, den Druckverlust erhöhen oder die Installation erschweren.

Durchfluss des Mediums

Eine zu hohe Strömungsgeschwindigkeit kann die Einwirkzeit des Magnetfeldes verkürzen und die Kraft erhöhen, mit der die Strömung auf bereits aufgefangene Partikel wirkt.

Viskosität

Ein dickflüssiges und klebriges Medium kann ein anderes Labyrinth, größere Durchflussabstände oder eine spezielle konstruktive Lösung erfordern.

Temperatur

Magnetkerne, Dichtungen und Konstruktionsteile müssen für die höchste tatsächlich auftretende Betriebstemperatur ausgelegt sein. Eine standardmäßige Magnetausstattung ist häufig für Temperaturen bis 80 °C ausgelegt; auf Bestellung können temperaturbeständigere Varianten erhältlich sein.

Druck

Der maximale Betriebsdruck kann nicht allein vom Durchmesser des Abscheiders abgeleitet werden. Entscheidend sind die Konstruktion des Gehäuses, die Anschlüsse, Schweißnähte, Dichtungen und die Druckspezifikation des konkreten Produkts.

Abrasivität

Abrasives Material kann die Schutzrohre allmählich abtragen. Für solche Anwendungen sind eine regelmäßige Kontrolle ihrer Wandstärke und eine einfache Austauschmöglichkeit besonders wichtig.

Kann der Abscheider in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden?

Ja, allerdings muss die konkrete Ausführung den Lebensmittel- und Hygieneanforderungen des jeweiligen Betriebs entsprechen.

Insbesondere müssen überprüft werden:

• Material der produktberührenden Teile,
• Qualität des Edelstahls,
• Material und Zertifizierung der Dichtungen,
• Oberflächenrauheit und Oberflächenbehandlung,
• Ausführung der Schweißnähte,
• Möglichkeit einer gründlichen Reinigung,
• Beständigkeit gegenüber den verwendeten Reinigungsmitteln,
• interne Hygiene- und Prozessanforderungen.

Wie lässt sich die Wirksamkeit eines Magnetabscheiders überprüfen?

Die Wirksamkeit kann auf verschiedene Arten überwacht werden:

• durch regelmäßige Kontrolle der Menge aufgefangener Partikel,
• durch Analyse des Materials vor und nach dem Abscheider,
• durch Messung der magnetischen Flussdichte an den Rohren,
• durch Messung der Abreißkraft mit einem geeigneten Prüfkörper,
• durch Kontrolle von Durchfluss und Druckverlust,
• durch Überwachung des Verschleißes der geschützten Technologie,
• durch Festlegung eines Prüf- und Validierungsverfahrens.

Messungen müssen immer mit derselben Methode und unter vergleichbaren Bedingungen durchgeführt werden. Werte, die mit unterschiedlichen Messgeräten, Prüfkörpern oder an unterschiedlichen Stellen ermittelt wurden, lassen sich nicht ohne Weiteres miteinander vergleichen.

Wartung eines Durchflussabscheiders

Neben der regelmäßigen Reinigung müssen auch der mechanische und hygienische Zustand der gesamten Anlage kontrolliert werden.

• Kontrollieren Sie den Verschleiß der Schutzrohre.
• Achten Sie auf Dellen, Kratzer oder Korrosion.
• Überprüfen Sie Dichtungen und deren Elastizität.
• Kontrollieren Sie die Funktion des Schiebemechanismus.
• Überprüfen Sie Flansche, Verschraubungen und Schweißnähte.
• Kontrollieren Sie regelmäßig die Magnetleistung.
• Führen Sie Aufzeichnungen über Reinigung und Kontrollen.
• Tauschen Sie beschädigte Teile rechtzeitig aus.

Sicherheit bei der Arbeit mit einem Durchflussabscheider

Empfohlene Durchfluss-Magnetabscheider

Die ausgewählten Produkte stellen drei unterschiedliche Lösungen dar: eine kompakte CIS-Ausführung mit manueller Reinigung, die Baureihe UP mit austauschbaren Rohren und einen leistungsstarken Abscheider mit halbautomatischem Reinigungssystem.

Häufig gestellte Fragen zu Durchfluss-Magnetabscheidern

Zusammenfassung

Ein Durchfluss-Magnetabscheider fängt ferromagnetische Verunreinigungen aus flüssigen und halbflüssigen Materialien direkt während ihres Durchflusses durch eine Rohrleitung auf. Er kann Produktionsanlagen schützen oder die Reinheit des Endprodukts erhöhen.

Die Wirksamkeit wird nicht allein durch die magnetische Flussdichte bestimmt. Wichtig sind auch Abreißkraft, Anzahl und Anordnung der Rohre, Strömungslabyrinth, Strömungsgeschwindigkeit, Viskosität des Mediums und regelmäßige Reinigung.

Die Baureihe Classic bietet eine universelle und bewährte Lösung, die Baureihe UP eine höhere Leistung und komfortablere Konstruktion und die Baureihe EKO eine einfachere und preisgünstigere Ausführung.

Vor der Auswahl müssen Art des Mediums, Durchfluss, Temperatur, Druck, Rohrdurchmesser, Anschluss, Größe der Verunreinigungen und der gewünschte Abscheidegrad bekannt sein. Bei industriellen Anwendungen empfiehlt es sich, die konkrete Lösung mit einem Fachmann abzustimmen.