DE19512425C2 - Vorrichtung zum Sortieren von körnigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von körnigem Material. Die Erfindung ist geeignet zum Sortieren von körnigem Material, insbeson­ dere von klassierten Steinen und Baustoffen. Sinnvoll eignet sich die Vor­ richtung für den Einsatz von körnigem Material, das in einem möglichst en­ gen Körnungsband vorliegt. Das können Massengüter der Steine- und Erden-Industrie sein. Weiterhin ist die Vorrichtung auch geeignet zum Sortieren von Material im Sinne von Stückgut mit unterschiedlichen Oberflächen­ merkmalen, wie verschiedenfarbige Bälle, Früchte o. ä.

Die Sortierung ist ein Gebiet der Aufbereitungstechnik und basiert aus­ schließlich auf unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der zu tren­ nenden Stoffe.

Die klassischen Methoden der Sortierung nutzen zum Beispiel das spezifi­ sche Gewicht von Kohle und Gestein in der Kohleaufbereitung, die magneti­ schen Eigenschaften bei der Trennung von Zirkon, Ilmenit und Magnetit oder auch die Lichtadsorption, Reflexion oder Lumineszenz von Mineralien oder Gesteinen in Geräten zur photometrischen oder radiometrischen Sortierung.

Berührungslose Verfahren, wie optische und auch radiometrische Verfahren, dienen nur mittelbar zum Sortieren, da mit ihnen lediglich ein Unterschied in den betrachteten Stücken festgestellt, nicht aber mit der gleichen Technik eine mechanische Beeinflussung des betroffenen Stückes durchgeführt wer­ den kann.

Die Problematik der Sortierung von körnigem Material mittels optischer Me­ thoden liegt darin, daß letztlich jedes Korn einzeln bemustert und gegebe­ nenfalls auch einzeln durch zusätzliche Einrichtungen aus dem Massestrom ausgeschleust werden soll. Daraus folgt, daß besonders bei relativ kleinen Aufschlußkorngrößen der Durchsatz von solchen Geräten gering und die spezifischen Sortierkosten relativ hoch sind.

Der Einsatz optischer Verfahren zur Sortierung von Erz und Gestein ist zum Beispiel aus dem Diamantenbergbau und auch aus dem Scheelitbergbau bekannt.

In "Aufbereitung fester, mineralischer Rohstoffe", Band II, Schubert, 3. Auflage, wird auf Seite 432 eine Vorrichtung zum photometrischen Klau­ ben beschrieben, bei der auf einem mit Rillen versehenen Band die zu sor­ tierenden Teilchen mittels Photozelle erfaßt werden und mittels einer Druckluftdüse eine Sortierung erfolgt. Durch die Beanspruchung der Körner über eine Druckluftdüse werden erhebliche Kräfte auf die Körner ausgeübt.

Die Firma OSNA Equipment, Lakewood, Colorado, USA, stellt seit Jahren photometrische Erzsortiergeräte her, bei denen mittels Vibrationsrinne das klassierte Gestein aus einem Bunker dosiert abgezogen, mit Wasser be­ sprüht und über eine zweite Vibrationsrinne einer Rutsche aufgegeben wird, von der das Gestein durch die Schwerkraft beschleunigt auf ein schnell lau­ fendes Band gelangt. Die optische Bemusterung erfolgt beim Abwurf von dem Band mittels Dauerstrichlaser, wobei einzelne Körner mittels Druckluft­ düse aus der Fallinie herausgeschossen werden.

Andere Vorrichtungen wie beispielsweise die der Firma Outokumpu, Finn­ land, arbeiten auf ähnliche Weise, das Gerät PRECON erfaßt die einzelnen Körner nach radiometrischer Methode, wobei das Sortieren ebenfalls mittels Druckluftventilen zur pneumatischen Aussteuerung aus der Fallinie erfolgt.

Aus US 4,582,201 ist eine Vorrichtung bekannt, die regelmäßig und weitest­ gehend gleichgroße Teilchen an mit Unterdruck betriebenen Ventilen auf Trommeln an mehreren Kameras zum Zwecke der Bemusterung vorbeiführt, wobei nach der zweiten Trommel mit Ventilen das Aussondern besonderer Materialstücke mittels Druckluft erfolgt. Eine derartige Vorrichtung hat den Nachteil, daß für unterschiedliche Kornformen und Korngrößen auch unter­ schiedliche Düsen benötigt werden und das zu sortierende Produkt vor der Sortierung in Kornform und Korngröße bekannt sein muß. Für eine Sortie­ rung von unregelmäßigen Körpern, wie das beispielsweise bei Steinen oder Bauschutt der Fall ist, ist dies Vorrichtung ungeeignet.

Aus DE 40 29 202 A1 ist ein Sortiergerät bekannt, bei dem das Material auf einem luftdurchlässigen Band über eine Umlenkrolle läuft und danach vom Band fällt, wobei die Sortierung grundsätzlich mittels Düsen, die mit Druck­ luft betrieben werden, erfolgt. Die Offenlegungsschrift beschreibt weiterhin eine Trommel, die mit Sauglöchern versehen und einer Bürstenwalze ge­ genüber angeordnet ist, die zum Vereinzeln des zu sortierenden Gutes ge­ genüber einer Überprüfungsvorrichtung dient, nicht aber dem direkten Aus­ sortieren von Teilchen. Diese ist zwar im gleichen Dokument auch mittels Unterdruck genannt, aber nicht genau beschrieben.

Weiterhin ist aus DE 37 09 547 A1 eine Vorrichtung zum Sortieren von flä­ chigen Gegenständen bekannt, bei der die auszusortierenden Gegenstände über Unterdruck an mehreren Öffnungen in einem Transportband am Trans­ portband festgehalten werden. Diese Vorrichtung ist geeignet, größere flä­ chige Gegenstände, z. B. Bücher, Schallplatten, Video-Cassetten, Tonbän­ der, mittels Grauwertvergleich zu sortieren. Für ein Sortieren von körnigem Material ist diese Vorrichtung nicht geeignet. Allen bekannten und genann­ ten Sortiergeräten für körniges bzw. stückiges Massengut ist gemeinsam, daß die als besonders erkannten Materialstücke mittels Druckluft aus dem Massenstrom ausgesteuert werden.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu finden, mit hohem Durchsatz und für das Material schonend, mit Hilfe von berührungslosen Meßmethoden, beispielsweise nach optischen oder radiometrischen Merkmalen, zu sortieren. Diese Aufgabe wird durch den ersten Patentanspruch gelöst. Unteransprüche geben günstige Ausführungen der Erfindung wieder.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sortieren von körnigem Mate­ rial werden die zu sortierenden Körner auf ein sich bewegendes Band auf­ gegeben, berührungslos, beispielsweise optisch oder radiometrisch bemu­ stert, wobei ganz bestimmte Merkmale, beispielsweise eine bestimmte Hel­ ligkeit, erfaßt werden und am Ende des Bandes eine Sortierung der Körner entsprechend den festgestellten Merkmalen mittels Unterdruck erfolgt.

Voraussetzung ist, wie bei allen derartigen Geräten, daß das zu sortierende körnige Material in möglichst gleichbleibender Korngröße vorliegt. Die Auf­ gabe des körnigen Materials auf das Band erfolgt am praktischsten mittels einer Schüttgutrinne. Andere gebräuchliche Geräte zum dosierten Aufgeben von körnigem Material, wie sie in der Aufbereitungstechnik üblich sind, sind möglich. Die Aufgabe auf das Band muß so erfolgen, daß möglichst jedes Korn einzeln auf dem Band liegt. Dazu ist es günstig, wenn das Band eine Rasteraufteilung oder einzelne Querrinnen aufweist, in denen die Körner einzeln zu liegen kommen. Dementsprechend ist auch die Bewegung der Zuführeinrichtung zu gestalten. Um zu gewährleisten, daß sich die Körner auf dem Band möglichst gleich auf eine breite Fläche verteilen, hat es sich als günstig erwiesen, an der Aufgabestelle für das körnige Material eine Vi­ brationseinrichtung oder eine Saugdüse unter dem Band anzuordnen. Die Frage, ob eine oder mehrere Saugdüsen oder eine Vibrationseinrichtung anzuordnen ist, ist in erster Linie von der zu sortierenden Korngröße ab­ hängig und vom Fachmann zu entscheiden. Entscheidend ist, daß die Vor­ richtung so wirkt, daß nur jeweils ein Korn in jedem Rasterfeld des Bandes liegt. In Abhängigkeit von der Breite des Bandes können auch mehrere Auf­ gabevorrichtungen nebeneinander angeordnet sein. Damit ein Ansaugen von Luft durch das Band möglich ist, muß das Band luftdurchlässig sein.

Als optische Erfassungseinheit sind bekannte photometrische Einrichtungen geeignet. Von ihnen wird eine oder werden mehrere Zeilen auf der Oberflä­ che des Bandes erfaßt und ein Signal an die Sortiereinrichtung so weiterge­ geben, daß die Sortierung dann erfolgt, wenn die entsprechenden Körner an dieser Einrichtung angelangt sind. Die Sortierung selbst wird mittels Ven­ tilblock an einem zylindrischen Körper realisiert, der gegenüber der Um­ lenkrolle des Bandes angeordnet ist. Ein Ventilblock ist dabei eine Zelle mit einem vorzugsweise fernsteuerbaren Ventil, das auswechselbar sein sollte. Es sind Ventilblöcke in einem zylindrischen Körper, einer sogenannten Un­ terdrucktrommel, um eine Achse angeordnet, wobei die Ventile immer an den Stellen der Unterdrucktrommel einen Unterdruck erzeugen, an denen sich Körner befinden, die aussortiert werden sollen. Damit bleiben diese Körner am Ventilblock haften, während die anderen Körner vom Band nach der Umlenkrolle sofort abgeworfen werden.

Die Anzahl der Ventile der Unterdrucktrommel ergibt sich aus den Trom­ melabmessungen und der Größe des Rasters auf dem Förderband in Ab­ hängigkeit von der Korngröße der zu sortierenden Körner.

Energie wird nur benötigt für das Festhalten von Körnern am Rasterfeld, wo­ bei Energieverluste bei luftdicht abschließenden Kornformen ausgesprochen gering sind.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Lösung ist die Tatsache, daß höhere Durchsätze als bei herkömmlichen Vorrichtungen erreicht werden, ein gerin­ gerer Energieverbrauch vorhanden und eine mechanische Beanspruchung der zu sortierenden Körner gering ist.

Im folgenden ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und zwei Figuren dargestellt.

Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch eine Unterdrucktrommel zum Sortieren von körni­ gem Material,

Fig. 2 erfindungsgemäße Vorrichtung mit Unterdrucktrommel gegenüber der Umlenkrolle, optischer Bemusterung und Vibrator an der Auf­ gabestelle des Bandes.

Die Fig. 1 zeigt als zylindrischen Körper eine drehbare Trommel 1, in deren Innerem über den gesamten Umfang fernsteuerbare Ventile 8 in Ventilblöcken 6 angeordnet sind. Die geordnete Positionierung der Körner auf dem Band 9 erfordert die spezielle Gestaltung der Oberfläche des Bandes 9 in einem regelmäßigen Raster und eine Einrichtung zur Positionierung und Fixierung der Körner auf den vorgegebenen Positionen des Rasters. Die Größe und Anordnung der Ventilblöcke 6 in der Trommel 1 entsprechen dem Raster des Bandes 9.

Die Aktivierung der einzelnen ferngesteuerten Ventile 8 erfolgt entsprechend der Erkennung von besonderen Merkmalen der Körner und deren Position beim Erreichen des Ablenkbereiches durch eine computergesteuerte Elek­ tronik, die nicht dargestellt ist.

Die zylindrische Trommel 1 ist drehbar um die Achse 2 gelagert. Sie hat ei­ nen zur Umgebung hin abgedichteten Innenraum 3, der über eine Leitung 4 mit einer nicht gezeigten Vakuumpumpe verbunden ist. Der Innenraum 3 ist durch einen Zylinder 5 begrenzt, auf den über den vollen Umfang und die gesamte Länge der Unterdrucktrommel sich verjüngende Ventilblöcke 6 an­ geordnet sind. Diese Ventilblöcke 6 liegen zwischen dem inneren Zylinder 5 und dem äußeren Zylinder 7. In die Ventilblöcke 6 sind fernsteuerbare Venti­ le 8 eingearbeitet.

Je Ventilblock 6 haben die inneren 5 und auch die äußeren 7 Zylinder eine Bohrung, so daß bei einem im inneren Innenraum 3 anliegenden Unterdruck und bei geöffnetem Ventil 8 Luft durch den Ventilblock 6 angesaugt wird.

Wie Fig. 2 zeigt, gelangt das klassierte und gegebenenfalls auch gewa­ schene Material über die Vibrationsrinne und eine Rutsche 10 mit annä­ hernder Bandgeschwindigkeit in die Positionierzone 11 des Bandes 9. Das Band 9 hat auf seiner Oberseite abhängig von der Auslegung für eine be­ stimmte Korngrößenklasse ein aufgeprägtes Raster.

Durch den Unterdruckbereich in der Positionierzone 11 ist gewährleistet, daß die zu sortierenden Körner ihren Rasterplatz finden. Die optische Be­ musterung 12 ermittelt besondere Merkmale der Körner und meldet deren Position an die nicht gezeigte, computergesteuerte Elektronik. Das Material gelangt dann in den aktiven Bereich 13, der Unterdrucktrommel 1, wo die Körner mit besonderen Merkmalen mittels Unterdruck festgehalten und aus­ sortiert werden.

Die Drehgeschwindigkeit der Unterdrucktrommel entspricht der Bandge­ schwindigkeit. Entsprechend den Signalen, die von der optischen Bemuste­ rung 12 ausgehen, werden auch hier Ventile 8, die über die Länge der Trommel angeordnet sind, in der Weise wirksam, daß sie Körner mit den vorgegebenen Merkmalen für eine kurze Zeiteinheit ansaugen, so daß sie eine andere Abwurfbahn nehmen, als die Körner ohne besondere Merkmale. Mit dieser Vorrichtung können Verunreinigungen aus feinkörnigem Material aussortiert werden, wobei ein Verlust von sauberem Material in Kauf ge­ nommen werden muß, da die Trennschärfe mit der Korngröße abnimmt.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Sortieren von körnigem Material, insbesondere von klassierten Steinen und Bauschutt, bei der das zu sortierende körnige Material auf ein sich bewegendes Band (9) aufge­ geben und zur Messung von Materialeigenschaften einer berührungslosen Bemusterung (12) unterworfen wird, wobei das Sortieren gezielt mittels Unterdruck entsprechend den Signalen der berührungslosen Bemusterung (12) erfolgt, und der Unterdruck mittels Ventil (8) in einem zylindrischen Körper (1) auf das zu sortierende Material wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (1) mit Ventilen (8) um eine Achse (2) drehbar, gegenüber der Umlenkung des Bandes (9) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische oder radiometrische Bemusterung (12) des körnigen Materials auf dem Band (9) erfolgt, wobei das Band (9) eine Rasterauf­ teilung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an der Aufgabestelle für das stückige Gut eine Vibrations­ einrichtung (14) am Band (9) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß unter der Aufgabestelle für das stückige Gut mindestens eine Saugdü­ se (11) unter dem Band (9) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anordnung der Ventile (8) den Rastern auf dem Band (9) ent­ spricht.