DE202004011073U1

DE202004011073U1 - Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom dielektrischer Stoffe

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Publication number: DE202004011073U1
Application number: DE200420011073
Authority: DE
Original assignee: S & S Metallsuchgeraete & Recy; S+S Metallsuchgeraete und Recyclingtechnik GmbH
Current assignee: S & S Metallsuchgeraete & Recy; S+S Metallsuchgeraete und Recyclingtechnik GmbH
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2014-07-09
Also published as: AT9360U1

Abstract

Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom dielektrischer Stoffe, der translatorisch mit einem Bandförderer transportiert wird;
dabei der Gutstrom zwischen einer Sendespule und zwei Empfangsspulen geführt ist und die Empfangsspulen in einem elektromagnetischen Wechselfeld der Sendespule, die mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagt ist, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der/den Sendespule, den Empfangsspulen und dem Förderband des Bandförderers ein an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten mit metallischen Seitenwänden (1.1) geschlossenes Gehäuse (1) angeordnet ist, das über die gesamte Breite des Bandförderers übersteht und eine Abschirmung für elektromagnetische Felder bildet und
das Gehäuse (1) an seiner Unterseite mit einem metallischen Deckel (2) geschlossen ist; wobei
der Deckel (2) so ausgebildet ist, dass er einen Austritt elektromagnetische Wechselfelder der Sende- und/oder Empfangsspulen nach außen verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom dielektrischer Stoffe, der translatorisch mit einem Bandförderer transportiert wird. Dabei kann ein solcher Gutstrom insbesondere für ein Recycling vorgesehenen Kunststoffabfall, aber auch Abfälle aus der Holzverarbeitung gebildet worden sein.
Der gegebenenfalls vorbereitete Gutstrom wird üblicherweise mit Hilfe von Bandförderern translatorisch zu weiter verarbeitenden oder auch mechanisch zerkleinernden Bearbeitungsmaschinen transportiert. An solchen Bearbeitungsmaschinen sind häufig relativ empfindliche mechanische Elemente, z.B. für die Zerkleinerung Schneidelemente, vorhanden, die durch in einem solchen Gutstrom enthaltene Metallteile beschädigt oder gar zerstört werden können, was dann zu Kosten treibenden Betriebszeitausfällen und zu erforderlichen Reparaturarbeiten an solchen Bearbeitungsmaschinen führt.
Aus genannten Gründen werden dabei Metalldetektoren an solchen Bandförderern eingesetzt, mit deren Hilfe im jeweiligen Gutstrom gegebenenfalls enthaltene Metallteile detektiert werden können und nach erfolgter Detektion eines Metallteiles ein Signal generiert wird. Solche Signale können beispielsweise akustische oder optische Signale sein, die dann zu einer manuellen Separation von im Gutstrom enthaltenen Metallteilen führen können. Eine solche Signalgenerierung kann aber auch eine automatische Auslösung einer Separationsvorrichtung für Metallteile sein.
Hierzu ist es bekannt, so genannte „doppellagige Metalldetektoren" einzusetzen. An solchen Metalldetektionen ist eine Sendespule vorhanden, die mit einer vorgegebenen hochfrequenten Wechselspannung beaufschlagt wird, so dass mit Hilfe einer solchen Sendespule ein elektromagnetisches Wechselfeld ausgebildet werden kann. Des Weiteren sind innerhalb des von einer solchen Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes neben dem Gutstrom auch zwei Empfangsspulen angeordnet. Dabei können sowohl die eine Sendespule, wie auch die beiden Empfangsspulen je nach Bedarf in unterschiedlicher Gestaltung gewickelt sein und auch entsprechende geeignete Windungszahlen aufweisen.
Beim Betrieb solcher bekannter Metalldetektoren treten jedoch Störgrößen infolge von elektromagnetischen Störfeldern auf, die dann beispielsweise die Signale der Empfangsspulen ebenfalls beeinflussen können.
Aus diesen Gründen wird in einem Bereich um einen solchen Metalldetektor eine so genannte „metallfreie Zone" gefordert. Dies bedeutet, dass in einem solchen Umgebungsbereich auch keine stationären oder bewegbaren Teile am jeweiligen Bandförderer angeordnet sein sollen. Dies führt dazu, dass zumindest der kritische Bereich um einen solchen Metalldetektor eines Bandförderers von in üblicherweise eingesetzten Standardkonfigurationen abweichender Form ausgebildet sein muss. Dadurch erhöhen sich zumindest die Beschaffungskosten für so modifizierte Bandförderer.
Besonders kritisch sind aber metallische bewegte Teile, die sich innerhalb des von einer Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes angeordnet sind, wie dies beispielsweise die Lager, Rollen oder Wellen, über die das jeweilige Förderband eines Bandförderers geführt ist/sind. von solchen beweglichen Teilen können zeitlich stark schwankende elektromagnetische Wechselfelder ausgehen, die die Signale der Empfangsspulen in unerwünschter Form beeinflussen und es zur Auslösung von Fehlsignalen kommen kann.
Bei entsprechenden Lagerungen kann dieser Nachteil lediglich durch kostenintensive Keramiklager umgangen werden. Rollen oder Wellen sollten vollständig aus dielektrischen Werkstoffen hergestellt sein, was für die erforderliche Festigkeit und für Verschleiß problematisch ist.
Ausgehend hiervon ist es daher Aufgabe der Erfindung eine Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom zur Verfügung zu stellen, bei der der Einfluss von elektromagnetischen Störfeldern auf die Sende- und Empfangsspulen kostengünstig reduziert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Metalldetektionsvorrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Metalldetektionsvorrichtung ist dabei so ausgebildet, dass der jeweilige Gutstrom, also bevorzugt vorzerkleinerter Kunststoffabfall auf einem Förderband eines Bandförderers translatorisch transportiert wird, wobei der jeweilige Gutstrom zwischen einer Sendespule und zwei Empfangsspulen und gleichzeitig innerhalb eines von der Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes angeordnet ist. Für die Ausbildung des elektromagnetischen Wechselfeldes wird die Sendespule mit einer geeigneten vorgegebenen Frequenz beaufschlagt.
In bevorzugter Form ist dabei eine solche Sendespule oberhalb des mit dem Förderband des Bandförderers transportierten Gutstromes angeordnet und die zwei Empfangsspulen sind dann unmittelbar unterhalb des Förderbandes, auf dem der Gutstrom aufliegt, angeordnet.
In alternativer Form können aber auch die Sendespule unterhalb des Förderbandes und die beiden Empfangsspulen oberhalb des Gutstromes angeordnet sein.
An der erfindungsgemäßen Metalldetektionsvorrichtung ist außerdem ein an mindestens zwei Seiten mit metallischen Seitenwänden geschlossenes Gehäuse angeordnet, das eine Abschirmung für elektromagnetische Felder, die nicht von Sende- und Empfangsspulen ausge hen, bildet. Die beiden metallischen Seitenwände des Gehäuses stehen dabei über die gesamte Breite des Bandförders über, so dass die Breite des Gehäuses in Transportrichtung des Gutstromes entsprechend größer als die Breite des Bandförderers ist.
Es ist außerdem, auch die Unterseite eines solchen Gehäuses verschlossen. Für den unterseitigen Verschluss ist am Gehäuse ein metallischer Deckel vorhanden, der bevorzugt lösbar am Gehäuse angeflanscht und an entsprechend geeigneten Verbindungselementen mit dem Gehäuse befestigt worden ist. Dieser Deckel ist dabei so ausgebildet und kann auch so angeordnet sein, dass er einen Austritt elektromagnetischer Wechselfelder der Sende- und/oder Empfangsspule(n) verhindert, zumindest jedoch erheblich behindert.
Durch das Gehäuse kann zwischen den beiden metallischen Seitenwänden der Gutstrom hindurchgeführt werden, so dass der transportierte Gutstrom kontinuierlich durch den Einflussbereich des von der Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes hindurchgeführt werden kann.
Je nach gewählter Anordnung von Sende- und Empfangsspulen können in vorteilhafter Weise die Sende- oder die beiden Empfangsspulen innerhalb des Deckels, unmittelbar unterhalb des Förderbandes, auf dem der jeweilige Gutstrom aufliegt, angeordnet und vom Deckel eingeschlossen sein oder die Sende- bzw. die beiden Empfangsspulen können auch unmittelbar in den jeweiligen metallischen Deckel integriert sein, wobei im letztgenannten Fall ein solcher Deckel aus einem Verbundbauteil hergestellt werden sollte, der lediglich teilweise nach außen weisend aus Metall und der in unmittelbarer Berührung mit den jeweiligen Spulen stehende Teil aus einem dielektrischen Werkstoff bestehen sollte.
Die an einer erfindungsgemäßen Metalldetektionsvorrichtung einzusetzenden metallischen Seitenwände des Gehäuses können in unterschiedlichster geometrischer Gestalt ausgebildet sein. Es hat sich aber herausgestellt, dass eine Seitenwandform mit einem trapezförmigen Querschnitt in Transportrichtung gesehen, vorteilhaft ist, wobei sich ein solches Gehäuse in seiner Breite, ausgehend von oben nach unten erweitert.
Der obere Deckel eines solchen Gehäuses kann dann Träger für die eine Sende- oder die beiden Empfangsspulen sein.
Die Sendespule ist an einen Frequenzgenerator angeschlossen, der bevorzugt steuerbar ist. Dementsprechend kann die jeweilige Frequenz, mit der die Sendespule beaufschlagt ist, gezielt eingestellt werden, so dass beispielsweise die räumlichen Verhältnisse, die Anordnung und elektrischen sowie elektromagnetischen Parameter der beiden Empfangsspulen bezüglich der Detektionsempfindlichkeit berücksichtigt werden können und so eine Optimierung erreichbar ist.
Vorteilhaft ist es außerdem, die Sende- und auch die Empfangsspulen an eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit anzuschließen, an die auch der bereits angesprochene Frequenzgenerator angeschlossen werden kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den steuerbaren Frequenzgenerator ebenfalls an diese elektronische Auswerte- und Steuereinheit anzuschließen. Dadurch kann unter anderem ein Zeitbezug zwischen der Ausbildung der elektromagnetischen Wechselfelder von der Sendespule zu den Ausgangssignalen der beiden Empfangsspulen hergestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die beiden Empfangsspulen identisch ausgebildet sind, was auf ihre elektrischen und elektromagnetischen Eigenschaften zutrifft und diese außerdem innerhalb des von der Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes symmetrisch angeordnet sind, so dass sie vom jeweiligen elektromagnetischen Wechselfeld in gleicher Weise durch Induktion beeinflusst werden. Dies führt dazu, dass die beiden Signale der Empfangsspulen einer Differenziereinheit zuführbar sind und im Nachgang hierzu das jeweilige Signal der beiden Sendespulen in den Zeiträumen, in denen im Gutstrom keine Metallteile detektiert worden sind und zumindest annähernd der Signalwert dann bei „0" liegt.
Wird nunmehr aber mit dem Gutstrom zumindest ein Metallteil mitgeführt, führt dieses Metallteil dazu, dass die Signalwerte der beiden Empfangsspulen voneinander abweichen, so dass im Nachgang zum Differenzierglied ein positiver oder ein negativer Signalwert vorliegt, der zur bereits erwähnten Generierung von entsprechenden Signalen, die zur Separation des jeweiligen Metallteiles aus dem Gutstrom führen.
Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
Dabei zeigt:
1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Metalldetektionsvorrichtung in einer Seitenansicht.
In 1 ist eine Seitenansicht eines Beispiels ei ner erfindungsgemäßen Metalldetektionsvorrichtung gezeigt, wobei die Transportrichtung des Gutstromes horizontal entweder von links nach rechts oder umgekehrt ausgerichtet sein kann.
Das den Gutstrom tragende Förderband (nicht dargestellt), also dessen oberes Trum wird dabei zwischen den beiden metallischen Seitenwänden 1.1 des hier rechts und links, also in Transportrichtung zumindest teilweise offenen Gehäuses 1 hindurchgeführt, so dass der transportierte Gutstrom kontinuierlich durch den Einflussbereich des von einer Sendespule ausgehenden elektromagnetischen Wechselfeldes gelangt.
Bei diesem Beispiel ist die das elektromagnetische Wechselfeld ausbildende Sendespule innerhalb eines oberen Deckelteiles 4 aufgenommen und zumindest radial umlaufend in einem weiteren metallischen Gehäuseteil 5 eingefasst.
Das Gehäuse 1 hat hier zwei Seitenwände 1.1, wobei die Seitenwände 1.1 bei diesem Beispiel in Trapezform ausgebildet sind. Dadurch sind die beiden Seitenwände 1.1 des Gehäuses 1, ausgehend von oben nach unten sich in ihrer Breite, in Transportrichtung des Gutstromes vergrößernd ausgebildet. Dadurch überragt das Gehäuse 1 in seinem unteren Bereich zumindest die jeweiligen Spulen (hier die beiden Empfangsspulen).
Die zwei Seitenwände 1.1 des Gehäuses 1 sind aus einem ferromagnetischen Metall hergestellt und spaltfrei mit dem Deckel 2 verbunden.
Das Gehäuse 1 ist von unten mit einem metallischen Deckel 2 verschlossen und bildet auch in dieser Richtung eine Abschirmung für elektromagnetische Wechsel felder nach außen. Der Deckel 2 ist dabei so ausgebildet und dimensioniert, dass er zumindest in Transportrichtung des Gutstromes die Ausdehnung der jeweiligen in ihm aufgenommenen oder integrierten Empfangsspulen (bei diesem Beispiel) oder ggf. auch die Sendespule überragt/überlappt. Der jeweils überstehende Deckelbereich 2.1 sollte mindestens 1/3, bevorzugt mindestens 1/2 so lang, wie der Deckelbereich 2.2 der von den/der jeweiligen Spule(n) eingenommen wird, sein.
Unmittelbar unterhalb des oberen Deckelelementes 4 ist eine plattenförmige Abdeckung 8 aus einem dielektrischen Werkstoff, also zwischen der Sendespule (hier nicht erkennbar) und den beiden metallischen Seitenwänden 1.1 des Gehäuses 1 angeordnet.
Der unten durch Schraubverbindung am Gehäuse 1 befestigte Deckel 2 ist dabei so verformt worden, dass in seinem Inneren die Empfangsspulen angeordnet sind.
Die im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits angesprochene elektronische Auswerte- und Steuereinheit kann an einer Seitenwand des Gehäuses 1 befestigt worden sein, wobei für den Fall, dass eine solche elektronische Auswerte- und Steuereinheit im Inneren des Gehäuses 1 befestigt worden ist, diese innerhalb eines vollständig geschlossenen metallischen zusätzlichen Gehäuses aufgenommen sein sollte.
An der hier gezeigten einen metallischen trapezförmigen Seitenwand des Gehäuses, ist bei diesem Beispiel ein kleines Display mit einem Bedientableau 6 außen angebracht, das dann mit der in 1 nicht erkennbaren elektronischen Auswerte- und Steuereinheit verbunden werden kann.
Das Bedientableau 6 ist hier an einem zusätzlichen Deckel 7, der spaltfrei und lösbar mit der Seitenwand 1.1 des Gehäuses 1 verbunden ist und an deren Rückseite (hier nicht erkennbar) dann die elektronische Auswerte- und Steuereinheit befestigt, so dass bei erforderlichen Wartungs- und Reparaturarbeiten ein leichter Zugang in das Innere des Gehäuses 1, nach Abnahme des Deckels 7 möglich ist.
Die beiden Empfangsspulen sind bei diesem Beispiel im Inneren des Deckels 2 angeordnet, wobei die Anordnung symmetrische Verhältnisse in Bezug zu dem von der Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeld berücksichtigt und außerdem, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erwähnt, die beiden Empfangsspulen identisch, was ihre elektrischen, elektromagnetischen Eigenschaften, also auch die Anzahl der Windung und die geometrische Gestaltung sowie deren Dimensionierung der Spulen betrifft.

Claims

Metalldetektionsvorrichtung zur Detektion von Metallteilen aus einem Gutstrom dielektrischer Stoffe, der translatorisch mit einem Bandförderer transportiert wird; dabei der Gutstrom zwischen einer Sendespule und zwei Empfangsspulen geführt ist und die Empfangsspulen in einem elektromagnetischen Wechselfeld der Sendespule, die mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagt ist, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der/den Sendespule, den Empfangsspulen und dem Förderband des Bandförderers ein an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten mit metallischen Seitenwänden (1.1) geschlossenes Gehäuse (1) angeordnet ist, das über die gesamte Breite des Bandförderers übersteht und eine Abschirmung für elektromagnetische Felder bildet und das Gehäuse (1) an seiner Unterseite mit einem metallischen Deckel (2) geschlossen ist; wobei der Deckel (2) so ausgebildet ist, dass er einen Austritt elektromagnetische Wechselfelder der Sende- und/oder Empfangsspulen nach außen verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Deckels () die Sendespule oder die beiden Empfangsspulen angeordnet oder in den Deckel (2) integriert ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 der 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Seitenwände (1.1) des Gehäuses (1) in Transportrichtung des Gutstromes einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule oben am Gehäuse (1) und die Empfangsspulen unterhalb des Förderbandes, auf dem der Gutstrom transportiert wird, angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsspulen identisch ausgebildet und innerhalb des von der Sendespule ausgebildeten elektromagnetischen Wechselfeldes symmetrisch zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule an einen steuerbaren Frequenzgenerator und gemeinsam mit den Empfangsspulen an eine elektronische Auswerte- und Steuereinheit angeschlossen ist/sind.