DE19521415A1

DE19521415A1 - Anordnung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einer Feststoffmischung

Info

Publication number: DE19521415A1
Application number: DE19521415A
Authority: DE
Inventors: Joachim Schoenfeld; Eberhard Stodt; Erwin Kaldenbach; Elmar Klomfas; Juergen Dr Dillmann; Reyk Buch; Willi Schneider
Original assignee: Lindemann Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Steinert Elektromagnetbau GmbH
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2015-06-15
Also published as: EP0861124B1; WO1997000138A1; ATE204210T1; US6068133A; EP0861124A1; DE19521415C2; DE59607514D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen aus einem Feststoffgemisch, im wesentlichen bestehend aus einem mit einem die Gemischbestandteile auf Wurfparabeln auslenkenden Wechselmagnetfelder zeuger, dem mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Trennscheitel nachgeord net sind.

Eine derartig zusammengestellte Anordnung ist hinsichtlich der Hauptbestandteile nach DE 38 17 003 C1 und DE 42 00 093 A1 bekannt und wird in der Praxis erfolgreich angewendet. Dabei hat sich vorteilhaft herausgestellt, daß eine Kombination des einstellbaren Wirkberei ches des vom Magnetrotor erzeugten Wechselfeldes durch die Lage der Drehachse des Magnetrotors im Quadranten der Material-Abwurfzone gemäß DE 38 17 003 C1 mit der Wirkung nach DE 42 00 093 A1, nämlich aus einem dem Wechselfelderzeuger aufgegebenen Feststoffgemisch in einem Durchgang mehrere unterschiedliche Bestandteile als Fraktionen gleichzeitig abzutrennen, ein effektives Trennverfahren für Feststoffgemische ermöglicht.

Es besteht jedoch das Problem, die derzeit erreichbare Sortenreinheit der abzutrennenden Fraktionen weiter zu erhöhen, besonders unter den Bedingungen, daß die aufgegebenen Fest stoffgemische sich nicht nur hinsichtlich ihrer unterschiedlichen elektro-physikalischen Eigenschaften unterscheiden, sondern auch nach den geometrischen Formen und mehr hetero genen Material strömen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebe nen Art so zu verbessern, daß durch eine konstruktive Verknüpfung technischer Mittel, vom Aufgabebereich des Feststoffgemisches über den weiteren Förder- und Abwurfbereich bis hin zu den durch die Wurfparabeln gebildeten Trennzonen sich deren funktionelle Wirkungen auf die Erhöhung der Qualität des Trennergebnisses, d. h. Sortenreinheit der einzelnen Material fraktionen konzentrieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 24 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen mit Ausführungsbeispielen erläu tert. Es zeigen

Fig. 1 die schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung mit prinzipieller Funktionsdarstellung,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht der Kopftrommel des Fördergurtes mit dem Wirkprinzip des exzentrisch gelagerten Magnetrotors,

Fig. 3 die Vorderansicht der Kopftrommel und

Fig. 4 die Seitenansicht nach Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 besteht die Anordnung grundsätzlich aus einer das Feststoffgemisch 1, welches z. B. Eisen/Edelstahl (V2A), 1.1, Nichtmetalle/Edelstahl (V4A), 1.2, NE-Metallgemisch 1.3 und Leichtmetallgemisch 1.4 enthält, in Pfeilrichtung aufgebenden, üblicherweise geneigten Vibrationsrinne 2, die erfindungswesentlich mit einer zusätzlichen Neigung 2.1 versehen ist, weiterhin einem Förderband 3 u. a. mit dem in einer Kopftrommel 3.3 exzentrisch gelagerten Magnetrotor 3.4 als NE-Scheidestation und schließlich einer Trennscheitelstation 4 für die einzelnen Fraktionen 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.

Eine Antriebstrommel 3.1 treibt einen endlosen Fördergurt 3.2 über die Kopftrommel 3.3, in welcher der exzentrisch gelagerte und mindestens im Bereich α var (Fig. 2) der Materialabwurfzone für NE-Metalle verstellbare, angetriebene Magnetrotor 3.4 angeordnet ist.

Die Trennscheitelstation 4 unterteilt sich je in einen Bereich für die in diesem Beispiel genannten abzutrennenden Fraktionen, wie ggf. anfallendes(r) Eisen/Edelstahl (V2A) 1.1, in diesem Fall aus dem Bereich einer Materialabwurfzone 3.5 (Fig. 2), sowie Nichtmetalle/Edelstahl (V4A) 1.2 aus der Materialabwurfzone 3.6, NE-Metall-Mischfraktion 1.3 aus der Materialabwurfzone 3.7 und Leichtmetallgemisch 1.4 aus der Materialabwurfzone 3.8, wobei die beiden letzteren insbesondere aus den Bereichen der Materialabwurfzonen 3.5 und 3.6 durch die Wirkung des im Positionsbereich α var verstellbaren Magnetrotors 3.4 von der Kopftrommel 3.3 in unterschiedlichen Wurfparabeln abgestoßen werden.

Charakteristisch für die Anordnung von Trennscheiteln 4.1, 4.2, 4.3 ist, daß sie jeweils zwischen benachbarte Wurfparabeln der abgetrennten Fraktionen 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 ragen und im übrigen wie in DE 42 00 093 A1 beschrieben funktionieren.

Die erfindungstypische Wirkung der Anordnung ergibt sich aus der neuartigen Kombination der Merkmale, wie zusätzliche Neigung 2.1 der Vibrationsrinne 2, Geschwindigkeitsregelung v var des Förderbandes 3, Verstellbarkeit des Magnetrotors 3.4, Drehzahlregelung n var des vorbeschriebenen Magnetrotors 3.4 sowie Nachordnung der Trennscheitelstation 4, d. h. wie im Anspruch 1 dargestellt.

Diese Anordnung zeitigt folgende Gesamtwirkung:
Mittels der zusätzlichen Neigung 2.1 der Vibrationsrinne 2 im Bereich der Übergabe des Feststoffgemisches 1 auf den Fördergurt 3.2 ist dieser Bereich als Auflöse- und Beschleuni gungsstrecke ausgebildet, d. h., daß das Feststoffgemisch 1 sich auflösend und beschleunigt dem Fördergurt 3.2 zugeführt und dort überraschend gleichmäßig verteilt und vor allen Dingen schnell in eine ruhige Lage versetzt wird. Der daraus für die Auslegung des Förderbandes 3 zusätzliche Effekt kann konstruktiv sogar noch für die Realisierung einer kurzen Bauweise ausgenutzt werden, da bisher bei einer Übergabe des Feststoffgemisches 1 mittels einfach geneigter Vibrations rinne 2 das Feststoffgemisch einen relativ langen Weg auf dem Fördergurt 3.2 bis zur Lagebe ruhigung brauchte. Diese erfindungswesentliche Wirkung ist für die Funktion der Anordnung ein maßgebender Starteffekt zur Beeinflussung der Trennqualität.

Im weiteren Verlauf der Förderung des so kurzzeitig beruhigten Feststoffgemisches 1 in den Bereich des Magnetrotors 3.4 kann dieses nun zwecks Anpassung des Verhältnisses Mengen strom/Durchsatzleistung wirksam durch eine Geschwindigkeitsregelung v var des Fördergur tes 3.2 hinsichtlich der Aufenthaltszeit im Wirbelstromfeld des Magnetrotors 3.4 und zur Veränderung der Abwurfparabel je nach den spezifischen Eigenschaften und Zusammen setzungen der Teile des Feststoffgemisches 1 beeinflußt werden.

Dieser bisher nur angestrebte, aber noch nicht ausführbare Effekt wirkt sich durch die beschriebene Lageberuhigung einerseits im weiteren Funktionsablauf und andererseits in der Bauweise des Förderbandes 3 quasi doppelt wirkend aus.

Damit wird auch der nachfolgende Ablauf, nämlich durch eine Drehzahlregelung n var des Magnetrotors 3.4 über einen nicht dargestellten Frequenzumrichter und mittels unterschied licher Magnetisierungszeiten auf die jeweils zu trennende Korngröße und Materialbeschaffen heit der Teile des Feststoffgemisches 1 über einen zeitlich veränderbaren Magnetfeldaufbau einzuwirken, besonders vorteilhaft beeinflußt. Schließlich kann so die Trennscheitelstation 4 im Hinblick auf die Erzeugung besonders sortenreiner Fraktionen 1.1 bis 1.4 effizient einge setzt werden. Dabei unterstützen die Wirkungen der Merkmale gemäß den weiteren Ansprü chen 2 bis 7 die zuvor beschriebenen Effekte und gewährleisten den vorteilhaften Gesamtef fekt bezüglich der sortenrein getrennten Fraktionen 1.1 bis 1.4. In den weiteren Ansprüchen 8 bis 24 sind Ausführungsformen beschrieben, die neben einem sicheren Betreiben der Anord nung weiterhin zur Qualität des Trennergebnisses beitragen und sich somit der erfindungsge maßen Aufgabenstellung und dem anzustrebenden Gesamteffekt unterordnen.

Bezugszeichenliste

1 Feststoffgemisch
1.1 Fraktion/Eisen Edelstahl (V2A)
1.2 Fraktion Nichtmetalle/Edelstahl (V4A)
1.3 Fraktion NE-Metall-Gemisch
1.4 Fraktion Leichtmetallgemisch
2 Vibrationsrinne
2.1 zusätzliche Neigung
3 Förderband
3.1 Antriebstrommel
3.2 Fördergurt
3.3 Kopftrommel
3.4 Magnetrotor
3.5 Materialabwurfzone (für Fe)
3.6 Materialabwurfzone (für Nichtmetalle/V4A)
3.7 Materialabwurfzone (für NE-Mischtraktion)
3.8 Materialabwurfzone (für NE-Leichtmetall)
3.9 Magnete
3.10 Parallelführungsgestänge
3.11 Antriebsmotor für Magnetrotor 3.4
4 Trennscheitelstation
4.1 Trennscheitel
4.2 Trennscheitel
4.3 Trennscheitel
v var Geschwindigkeitsregelung des Förderbandes 3
F var variable Abstoßkraft
α var verstellbare Position des Magnetrotors 3.4
n var Drehzahlregelung des Magnetrotors 3.4
schematische Darstellung der Ausrichtung eines Trennscheitels (4.1, 4.2 oder 4.3) durch Verschwenken um die Achse
schematische Darstellung der Zustellung eines Trennscheitels (4.1, 4.2 oder 4.3) durch die horizontale Verstellung der Achse
schematische Darstellung der Zustellung oder des Aufsteckens eines Trennscheitels (4.1, 4.2 oder 4.3) durch die vertikale Verstellung der Achse

Claims

1. Anordnung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einem Feststoff gemisch, bestehend aus einer die Feststoffmischung zuführenden Aufgabevorrichtung, einem die Feststoffinischung transportierenden endlosen Fördergurt mit auf einem Rahmen gelagerten Gurttrommeln, von denen die am Abgabeende befindliche Kopf trommel einen angetriebenen, exzentrisch gelagerten, verstellbaren Magnetrotor auf weist, der die Bestandteile des Feststoffgemisches mittels Wechselmagnetfelderzeuger auf materialspezifisch unterschiedliche Wurfparabeln auslenkt, sowie einer der Kopftrommel nachgeordneten Trennscheitelstation mit Trennscheiteln, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die als Vibrationsrinne (2) ausgebildete Aufgabevorrichtung im Bereich der Übergabe eine als zusätzliche Neigung (2.1) gestaltete Auflöse- und Beschleunigungsstrecke zur gleichmäßigen, lageberuhigten und fördergurtschonenden Verteilung des Feststoffge misches (1) auf dem Fördergurt (3.2) aufweist,
b) das Förderband (3) zur Anpassung des Verhältnisses Mengen strom/Durchsatzleistung, Beeinflussung der Aufenthaltszeit des Feststoffgemisches (1) im Wirbelstromfeld des Magnetrotors (3.4) und Veränderung der Abwurfparabel des jeweiligen Bestandteils des Feststoffgemisches (1) Mittel für eine Geschwindigkeitsre gelung (v var) enthält,
c) der Magnetrotor (3.4) bezogen auf die Anpassung der Magnetkraft an den Abwurf punkt des jeweiligen Bestandteils der Feststoffmischung (1) in einem Bereich (α var) von 90° so verstellbar und ausgebildet ist, daß eine variable Abstoßkraft (F var) für ein materialspezifisch weites Abstoßen des jeweiligen Bestandteils der Feststoff mischung (1) von der Kopftrommel (3.3) durch ein variables Wirbelstromfeld erzeugbar ist,
d) der Magnetrotor (3.4) zur Anpassung an die jeweils zu trennende Korngröße und an die Materialbeschaffenheit des Feststoffgemisches mittels unterschiedlicher Magnetisie rungszeiten über einen schnelleren oder langsameren Magnetfeldaufbau eine von einem Frequenzumrichter gesteuerte Drehzahlregelung (n var) besitzt und
e) die Trennscheitel (4.1, 4.2, 4.3) jeweils zwischen benachbarte Wurfparabeln der getrennten Fraktionen (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) angeordnet und einstellbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Kopftrommel (3.3) und der dieselbe umschlingende Fördergurt (3.2) zur Erreichung einer wirksameren Nähe des Magnetfeldes zu den Bestandteilen des Feststoffgemisches (1) und einer erhöhten Abstoßkraft (F var) relativ dünnwandig bzw. mit einer geringen Dicke ausge bildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergurt (3.2) zwecks geringerer Belastung der dünnwandigen Kopftrommel (3.3) und zur wirksame ren Nähe des Magnetfeldes zu den Bestandteilen des Feststoffgemisches (1) eine Dicke im Bereich von 1,7 . . . 4 mm aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopftrommel (3.3) für eine wirksamere Nähe des Magnetfeldes zu den Bestandteilen des Feststoffge misches (1) eine Mantelstärke von ca. 4 mm bei 1000 mm Arbeitsbreite besitzt und vorrangig aus GFK oder gleichartigem Material gefertigt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetrotor (3.4) zur Erhöhung der Polwechselfrequenz und der Abstoßkraft (F var) mit Feinpolen ausgerü stet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetrotor (3.4) mit Magneten (3.9) aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung für ein starkes Wirbelstromfeld bestückt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetrotor (3.4) mit relativ kleinen Magneten (3.9) in Vielpolreihenanordnung zur Erhöhung des Polwech selbereiches von ca. 320 (480) auf ca. 1040 (1440) 2400 Hz und der Abstoßkraft (F var) gleicher Maximal-Drehzahl des Magnetrotors (3.4) von ca. 2400 (3600) min^-1 ausgerüstet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung des Magnetrotors (3.4) und gleichmäßigen Belastung der Lager des Magnetrotors (3.4) ein Parallelführungsgestänge (3.10) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Lager des Magnetrotors (3.4) zur Feststellung unzulässiger Unwuchten eine Schwingungsüberwa chung vorgesehen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Rotation der über den Fördergurt angetriebenen Kopftrommel (3.3) bzw. zur Anzeige einer Störung mittels Impulsgeber von der Kopftrommel (3.3) eine Bandlaufüberwa chung vorgesehen ist.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig vom Frequenzumrichter mittels elektronischer Zweikanalsicherheitswächter eine Drehzahl überwachung des Magnetrotors (3.4) zur Vermeidung überhöhter Drehzahlen, die ein Ablösen von Magneten (3.9) bewirken, vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor (3.11) für den Magnetrotor (3.4) eine automatisch betätigbare mechanische Bremse aufweist, die bei Spannungsausfall, Abschaltung der Anordnung, Not-Aus-Schaltung, Ansprechen der Schwingungsüberwachung, Ansprechen der Bandlaufüberwachung und/oder Ansprechen der Drehzahlüberwachung wirksam wird.

13. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheitel (4.1, 4.2, 4.3) so einstellbar sind, daß zur Vermeidung des Abprallens von Teilen der getrenn ten Fraktionen (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) die Trennflächen der Trennscheitel (4.1, 4.2, 4.3) mittlere Sehnen bzw. mittlere Tangenten zwischen den Wurfparabeln der Fraktionen (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) bilden.

14. Anordnung nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß kombinierte Mittel für eine Ausrichtung () sowie eine Zustellung (, ) in dem jeweiligen Trennbereich vorgesehen sind.

15. Anordnung nach Anspruch 1, 13 und 14, gekennzeichnet durch auf einer Schaltku lisse wirkende kombinierte Mittel.

16. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fördergurt (3.2) Mitnehmer zum Herausbefördern magnetischer Teile aus dem Magnetbereich vorgese hen sind.

17. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Untertrum des Fördergurtes (3.2) korrespondierende Abstreifer zur Säuberung des Fördergurtes (3.2) von anhaftenden Teilen vorgesehen sind.

18. Anordnung nach Anspruch 1 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Laufrich tung des Fördergurtes (3.2) gesehener erster Abstreifer den Fördergurt (3.2) streift und ein zweiter Abstreifer gegenüber dem Fördergurt (3.2) mit geringem Abstand angeord net ist, wodurch zunächst anhaftende Teile bzw. Schmutz abgeschlagen und danach auf gefangen werden.

19. Anordnung nach Anspruch 1, 13, 14 und/oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennscheitel (z. B. 4.1) zur Abscheidung von anfallendem Fe und/oder ggf. Schmutz vorgesehen ist.

20. Anordnung nach Anspruch 1, 13, 14, 15 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennscheitel (z. B. 4.1) im Bereich (3.5, 3.6) einer möglichen Abwurfzone für Fe einstellbar ist.

21. Anordnung nach Anspruch 1, 13, 14, 15, 19 und/oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennscheitel (z. B. 4.2) mit seiner Oberkante in der unter dem Einfluß der Wir belströme des Magnetrotors (3.4) turbulenten Zone des Bereiches (3.6, 3.7) endet, in dem der Magnetrotor (3.4) die NE-Metalle des zu trennenden Feststoffgemisches (1) im Bereich (α var) abstößt.

22. Anordnung nach Anspruch 1, 13, 14, 15, 19, 20 und/oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheitel (4.1, 4.2, 4.3) aufsteckbar sind.

23. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen für die Lagerung der Antriebstrommel (3.1) und Kopftrommel (3.3), der im Querschnitt eine zur Seite offene C-Bauweise zur De- und Montage eines Fördergurtes (3.2) ohne aufwendige Hilfsmittel aufweist.

24. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch eine wahlweise Kombination von Mitteln und Wirkungen zur Gewährleistung eines Trennergebnisses mit hohem Reinheitsgrad der jeweiligen Fraktion (1.1, 1.2, 1.3 oder 1.4).