DE2632210A1

DE2632210A1 - Verfahren und vorrichtung zum trennen von magnetisierbarem und nichtmagnetisierbarem material, insbesondere bei der abfallaufbereitung

Info

Publication number: DE2632210A1
Application number: DE19762632210
Authority: DE
Inventors: Robert Edward Grisemer; Milbourn Lile Smith
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Can Co Inc
Priority date: 1975-10-06
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1977-04-14
Also published as: CA1081164A; FR2366874A1; FR2366874B3; GB1555793A; JPS5245767A

Description

Γ~ PATENTANWÄLTE

2Ι3221Θ

DR.-ING. R. DÖRING 4 DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Continental Can Company Inc.

633 Third Avenue

New York, 17, New York

Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von magnetisierbarem und nichtmagnetisierbarem Material, insbesondere bei der Abfallaufbereitung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von magnetisierbarem Material aus einer Materialaggregation, die auch nichtmagnetisierbares Material enthält, bei dem das zu trennende Material fortlaufend einer Trennzone zugeführt wird und das magnetisierbare Material in einem magnetischem Feld in Berührung mit einer Mitnehmerfläche gebracht und von dieser in eine Sammelzone überführt wird.

Eine magnetische Trennung für feste Müllmaterialien wird allgemein mit Vorrichtungen von solcher Art ausgeführt, welche ein kontinuierlich bewegtes Band aufweisen, das an einer magnetischen Einrichtung vorbeibewegt wird, welche ihrerseits ein magnetisches Feld erzeugt, welche das bewegende Band durchgreift. Bei diesen Trenneinrichtungen wird das magnetische Material an das Band durch die Magneteinrichtung angezogen und durch das Band zu einer Sammelzone abtransportiert, wo sich eine weitere Trennung oder Behandlung des Materials an-

L J

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schließen kann. Vor der Trennung wird der Abfall oder Müll zerkleinert , um sicherzustellen, daß die Teilchengröße nicht die für die Handhabung notwendigen Abmessungen überschreitet. Nachteilig ist, daß bei diesem Verfahren scharfe oder rasierförmige Metallkanten entstehen, welche das Band, an dem die Teilchen angezogen werden, durchstoßen oder verletzen. Die Tendenz der angezogenen Teilchen geht dahin, in einer festen Stellung gegenüber der Magneteinrichtung zu bleiben. Dies führt weiterhin zu einem Gleitkontakt zwischen den Teilchen und dem sich bewegenden Band, wodurch xveitere Schneid-, Kerb- und sonstige Abnutzungserscheinungen am Band auftreten.

Hinzu kommt, daß eine bestimmte Menge von relativ leichterem nichtmagnetisierbarem Abfallmaterial, wie Lumpen oder Papier, welche mit den Teilchen zusammenhängen oder die magnetisierbaren Teilchen überziehen, mit diesen entlanggetragen wird, so daß der Trennvorgang unvollständig ist. versuche, um dieses Problem der eingefangenen niehtmagnetisehen Materialien durch Rühren der angezogenen magnetischen Teilchen zu lösen, etwa durch Umpolung des Magnetfeldes, haben sich nur teilweise als erfolgreich erwiesen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs angegebene Verfahren so weiterzubilden, daß nicht nur die Probleme der Bandabnutzung eliminiert werden, sondern daß auch eine wesentlich bessere Trennwirkung erzielt wird.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu trennende Material in der Trennzone wolkenartig auseinandergezogen wird und die magnetisierbaren Teilchen aus der Wolke in einem elektromagnetischen Feld ausgesondert und entlang einer kreisbogenförmigen Bahn frei hängend in den Bereich eines permanentmagnetischen Feldes transportiert und anschließend in einer Wurfbahn in die Sammelzone abgeworfen werden. Hierbei wird das sonst übliche Trennband ersetzt durch eine wesentlich widerstandsfähigere und damit dauerhaftere rotierende Metalltrommel, an deren Oberfläche die magnetischen Abfälle angezogen werden, und zwar an der äußeren Seite der Trommel, welche dieses Material durch Rotation entlang einer kreisbogenförmigen Bahn transportiert, bis das Material beim Verlassen des Magnetfeldes in eine die Abfälle sammelnde Zone oder dgl. fällt.

Zum Ausführen des neuen Verfahrens geht die Erfindung aus von einer Trennvorrichtung mit einem das zu trennende Material zubringenden Speiseförderer, einem mit Mitnehmern besetztem Förderelement, dem eine ein Magnetfeld erzeugende Einrichtung auf der dem Speiseförderer abgewandten Seite gestellfest zugeordnet ist, deren Magnetfeld das Förderelement durchgreift, und einer Sammeleinrichtung für abgesonderte magnetisierbare Teilchen.

Um die Trennwirkung und Dauerfestigkeit der Vorrichtung wesentlich zu verbessern, sieht die Erfindung vor, daß diese Trennvorrichtung dadurch weitergebildet wird, daß als Förderelement

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eine starre Trommel vorgesehen ist, die um eine senkrecht zur Durchflußrichtung des Speiseförderers verlaufende Achse antreib bar ist und in der die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung angeordnet ist, daß ferner diese Einrichtung sowohl Permanentals auch Elektromagnete aufweist, die in Drehrichtung der Trommel hintereinander auf einem vorbestimmten Sektor der Trommel angeordnet sind und zwischen dem Ende des Speiseförderers und einer als Sammelstelle ausgebildeten zweiten Fördereinrichtung angeordnet sind.

Durch die bestimmte Zuordnung der neuen rotierenden Trenntrommel zu dem Speiseförderer und der Sammeleinrichtung wird eine wirksame Anziehung des magnetisierbaren Materials aus der zugeförderten Last gewährleistet, wobei gleichzeitig ein langer und wirksamer Trennweg vorgesehen ist, wobei durch den Wechsel des Magnetfeldes auch ein Rühreffekt stattfindet, der zuverlässig eingefangenes nichtmagnetisierbares Material freisetzt, so daß die Metallteilchen am Ende der kreisbogenförmigen Bahn zuverlässig frei von Papier, Lumpen oder anderem leichterem Material sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer magnetischen Trennein-

richtung nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Schnitt senkrecht zur Drehachse der Trenntrommel der Vorrichtung nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt die Vorrichtung einen Speiseförderer 1 und eine das magnetisierbar Material sammelnde Rinne 2. Eine das nichtmagnetische Material sammelnde Zone 3 liegt zwischen den beiden. Eine magnetische Trommel 5 weist eine innen angeordnete magnetische Einrichtung 6 auf, die oberhalb der Sammelzone 3 angeordnet ist.

Die Trommel ist ein starres Element in Form eines geraden Zylinders mit einer gekrümmten äußeren Oberfläche 5a. Die Trommel 5 ist vorzugsweise aus dauerhaftem nichtmagnetischem Metall, z.B. Mangan. Die Trommel weist eine Anzahl von entlang von Mantellinien verlaufenden Mitnehmerleisten 5b auf. Ein Rahmen 7 unterstützt die Trommel 5 drehbar um deren Längsachse.

Die magnetische Einrichtung 6 umfaßt einen Elektromagnet 8 und einen Permanentmagnet 9. Sie ist fest an dem Rahmen 7 montiert. Die Anordnung ist so getroffen, daß kleinere Justierungen an der Magneteinrichtung bezüglich ihrer Lage vorgenommen werden können.

Der Elektromagnet 8, der von üblicher Form und Konstruktion sein kann, ist symmetrisch bezüglich einer radialen Linie,bezogen auf die Trommel 5, ausgerichtet und bildet einen senkrechten Bisektor

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in bezug auf die Längsachse der vorderen Rolle 10 des Speiseförderers 1. Dies führt dazu, daß das durch den Elektromagneten 8 erzeugte elektromagnetische Feld auf den Punkt.10a zielt, an dem das zugespeiste Abfallmaterial anderweitig vom Förderer 1 in die Sammelzone 3 fallen würde. An diesem Punkt wird der Strom von Abfallmaterial 11 auseinandergezogen und bildet damit einen mehr dispergierten Strom, welcher das Entfernen von magnetisierbarem Material 11a erleichtert.

Der Permanentmagnet 9 besteht aus einer Anzahl von rechteckförmigen Segmenten, die in einer im wesentlichen bogenförmigen Zusammenstellung am Umfang der gekrümmten Fläche 5a der Trommel 5 angeordnet sind. Das eine Ende des Permanentmagnetes grenzt unmittelbar an den Elektromagnet 8 auf der der Rinne 2 zugewandten Seite an.

Die Achse des Elektromagnetes ist in Richtung auf den Speiseförderer 1 unter einem Winkel Q von annähernd 55° gegenüber der Senkrechten geneigt, während zwischen der gleichen Senkrechten und dem Abgabeende 9b des Permanentmagnetes 9 ein Winkel ^? von annähernd 40° eingeschlossen ist. Es ist ersichtlich, daß der Winkel J zwischen etwa 30° und mehr als 90° variieren kann, und zwar abhängig von verschiedenen Variablen, von denen nicht alle bekannt oder vollständig durchschaubar sind. Unter diesen Variablen sind solche der Raumbeschränkung und der Einpassung in bestehende Konstruktionen und Einrichtungen. Der Permanent-

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- magnetwinke1/S ist entsprechend abhängig von mehreren Größen, u.a. vom Wert des Winkels ö der betreffenden Einrichtung.

Eine Umkehrrolle 12 ist am Ende der Rinne 2 im Abstand von der Oberfläche 5a der Trommel 5 angeordnet. Die Achse der Rolle ist parallel zur Achse der Trommel 5 ausgerichtet und liegt in der Ebene, welche durch das Abgabeende 9b des Permanentmagnetes 9 bestimmt wird. Die Rolle 12 ist um ihre Achse in vorbestimmter Drehrichtung in bezug auf die Drehrichtung der Trommel 5 angetrieben.

Beim Betrieb trägt der Förderer 1 das zerkleinerte Abfallmaterial 11, das aus magnetischen und nichtmagnetischen Materialien 11a und 11b zusammengesetzt ist, in Richtung auf die Trommel 5. Sobald das Abfallmaterial 11 sich dem Punkt 10a nähert, wird das magnetische Material 11a in Richtung auf die Mitte des Elektromagnetes 8 durch das durch diesen erzeugte Magnetfeld angezogen. Das angezogene Material wird an der gekrümmten Fläche 5a der Trommel 5 festgehalten, während das nichtmagnetische Material 11b unbehindert in die Sammelzone 3 fällt.

Die Trommel 5 rotiert in einer Richtung, in der das magnetische Material 11a in Richtung auf die Sammelrinne 2 mitgenommen wird. Wenn die Trommel 5 rotiert, wird der magnetische Halt, den das Material 11a an der Trommel erfährt, während es durch die Mitnehmerleisten 5b mitgenommen wird, schließlich durch den Perma-

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nentmagnet 9 übernommen. Wenn das Material das Ende 9b des Permanentmagnetes 9 passiert, verläßt das Material das magnetische Feld , und der magnetische Halt wird unterbrochen. An dieser Stelle beginnen die magnetischen Teilchen eine Bewegung entlang einer parabolischen Wurfbahn, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist, und fallen ggfs. auf die Sammelrinne 2. Alles nichtmagnetische Material 11b, das von den magnetischen Teilchen lla mitgenommen worden ist, kommt in Berührung mit der Umkehrrolle 12, welche das anhängende Material abstreift und zurück in die Sammelzone 3 für das nichtmagnetische Material wirft. Dadurch wird verhindert, daß ein solches Material sich an der Lippe der Rinne 2 sammelt und das System verstopft. Wenn anstelle der Rinne 2 ein Förderer verwendet wird, kann die Rolle 12 entfallen, da die Bewegung des Förderers gleichzeitig dazu dient, ein Aufbauen von nichtmagnetischem Material 11b am Eintrittsende des Förderers zu verhindern. Die Rolle 12 wird zweckmäßigerweise im Gegensinn wie die Trommel 5 angetrieben.

Es wird bemerkt, daß das magnetische Material 11b über einen Bogen von annähernd 95° von dem Punkt des ersten Kontaktes bis zum Punkt der Freigabe mitgenommen wird. Die Länge dieser Bahn stellt sicher, daß genügend Gelegenheit besteht für das leichtere nichtmagnetische Material, das an den scharfen Vorsprüngen oder Kanten der Magnetteilchen hängen bleibt oder anderweitig mitgeführt wird, in die Sammelzone 3 herabfallen zu können.

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Vorläufige Testergebnisse zeigen an, daß eine Trommel aus einem Manganblech von etwa 9»3 mm Dicke eine Lebensdauer von 5 Jahren oder mehr erwarten läßt im Vergleich zu einer Lebensdauer von wenigen Wochen der üblichen Trennbänder. Die Tests wurden ausgeführt auf einer Trommel mit einem Durchmesser von 180 cm. Bei dem zu trennenden Materialwar der durchschnittliche Durchmesser der Metallteilchen etwa 7,5 cm. Der Abstand zwischen dem Speiseförderer 1 und der Trommeloberfläche 5a betrug etwa 42,5 cm, während die Mitte der Umkehrrolle 12 einen Abstand von der Oberfläche 5a der Trommel 5 von etwa 27,5 cm besaß. Der Elektromagnet erzeugte eine Feldstärke von 500 Gauß an der Oberfläche der Rolle 5.

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Claims

Patentansprüche

1.; Verfahren zum Trennen von magnetisierbarer!! Material aus einer Materialaggregation, die auch nichtmagnetisierbares Material enthält, insbesondere zum Trennen von Abfall oder Müll, bei dem das zu trennende Material fortlaufend einer Trennzone zugeführt wird und das magnetisierbare Material in einem magnetischen Feld in Berührung mit einer Mitnehmerflaehe gebracht und von dieser in eine Sammelzone überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Material in der Trennzone wolkenartig auseinandergezogen wird und die magnetisierbaren Teilchen aus der Wolke in einem elektromagnetischen Feld ausgesondert und entlang einer kreisbogenförmigen Bahn frei hängend in den Bereich eines permanentmagnetischen Feldes transportiert und anschließend in einer Wurfbahn in die Sammelzone abgeworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Teilchen frei hängend entlang der bogenförmigen Bahn über einen Winkel von etwa 95° gefördert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß am Ende der kreisbogenförmigen Bahn im radialen Abstand von der kreisbogenförmigen

ORiGiNAL INSPECTED

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Bahn eine Abweiserfläche für leichteres nxchtmagnetisierbares Material bewegt wird.

4. Trennvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 mit einem das zu trennende Material zubringenden Speiseförderer, einem mit· Mitnehmer besetztem Förderelement, dem eine ein Magnetfeld erzeugende Einrichtung auf der dem Speiseförderer abgewandten Seite gestellfest zugeordnet ist, dessen Magnetfeld das Förderelement durchgreift, und einer Sammeleinrichtung für abgesondertes magnetisierbares Material, dadurch gekennzeichnet, daß als Förderelement eine starre Trommel (5) vorgesehen ist, die um eine senkrecht zur Durchflußrichtung auf dem Speiseförderer verlaufende Achse antreibbar ist und in der die das Magnetfeld erzeugende Einrichtung (6) angeordnet ist, daß diese Einrichtung sowohl Permanent- als auch Elektromagnete (8,9) aufweist, die in Drehrichtung der Trommel hintereinander auf einem vorbestimmten Sektor der Trommel angeordnet sind und zwischen dem Ende des Speiseförderers (1) und einer als Sammelstelle ausgebildeten zweiten Fördereinrichtung (2) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (5) im wesentlichen zylindrisch ist und die Drehachse die Längsachse des Zylinders bildet.

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6. Vorrichtung nach Anspruch ¹J oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speiseförderer (1) mit seinem Abgabeende (10a) im Abstand von der Oberfläche (5a) der Trommel (5) so auf den Elektromagneten ausgerichtet ist, daß die Verlängerungslinie die Achse der Trommel sehneidet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzei c h η e t, daß der Speiseförderer ein endlos angetriebenes Förderband mit einer Rolle (10) am Abgabeende (10a) aufweist, und daß der Elektromagnet (8) symmetrisch zu einer radialen Linie angeordnet ist, welche die Achsen der Trommel (5) und der Rolle (10) verbindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch J₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (9) mehrere rechteckförmige Segmente aufweist, die im wesentlichen in gekrümmter Zusammenstellung (8) entlang dem Umgang der gekrümmten Fläche der Trommel (5) angeordnet sind, wobei das eine Ende unmittelbar an den Elektromagneten (8) auf der Sammelstelle (2) für das magnetisierbar Material angrenzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzei chnet, daß die Größe des Winkels zwischen der Symmetrieachse des Elektromagnetee (8) und dem Abgabeende (9a) des Permanentmagnetes (9) etwa 95° beträgt.

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10. Vorrichtung nach Anspruch ¹J bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Symmetrieachse des Elektromagnetes (8) und der Senkrechte etwa 55 beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch k bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel /j zwischen der Senkrechten und dem Abgabeende (9b) des Permanentmagnetes (9) etwa 40° beträgt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekennzei chnet, daß der Sammelförderer (2) für das magnetisierbar Material ein Aufnahmeende (12) aufweist, das im Abstand zur Oberfläche (5a) der Trommel (5) angeordnet ist und ausgerichtet ist in Fluchtung mit einem Radius der Trommel, der entlang dem Abgabeende (9t>) des Permanentmagnetes (9) gezogen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 12, dadurch gekenn zei chnet, daß die Trommel (5) einen Durchmesser von etwa 1,80 m aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13> dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (10) des Speiseförderers (1) von der Oberfläche (5a) der Trommel (5) einen Abstand von annähernd 42,5 cm aufweist.

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15. Vorrichtung nach Anspruch k bis Ik₃ dadurch gekennzeichne t, daß auf der Trommeloberfläche mehrere in Umfangsrichtung verteilte Mitnehmerleisten (5b) vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Eintrittsende des zweiten Förderers (2) eine antreibbare Rolle (12) vorgesehen ist, die um eine Achse parallel zur Achse der Trommel (5) in einer Drehrichtung entgegengesetzt der Drehrichtung der Trommel (5) antreibbar ist.