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Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von Teilchen-
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gemischen nach ihrer Form.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Teilchengemischen
nach ihrer Form und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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aeim sogenannten Kugelstrahlen von Maschinenteilen ist, entsprechend
den geltenden Richtlinien und Spezifikationen, die Verwendung kugelförmiger Körner
vorgeschrieben. Die Körner dürfen in genau vorgeschriebenen Grenzen von der Kugelform
abweichen, um noch als Strahlmittel Verwendung finden zu können. Da beim Kugelstrahlen
ein Teil der Kugeln beschädigt bzw. deformiert wird, muß jeweils das anfallende
Teilchengemisch gemäß den Formvorschriften aussortiert werden.
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Zum Sortieren derartiger Teilchengemische ist z.B.
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ein Verfahren bekannt, bei dem ein sogenannter Wendelförderer verwendet
wird. Auch wurde schon versucht, das Körnergemisch durch Aufgabe auf eine langsam
drehende, kombinierte Scheibe zu trennen. Beide Verfahren haben sich in der Praxis
nicht bewährt, da die Trennung nur ungenau erfolgt.Es sind bisher keine Verfahren
bekannt geworden, welche ermöglichen, ein derartiges Teilchengemisch in größeren
anfallenden Mengen wirtschaftlich und dabei genügend genau zu sortieren.
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Der Erfindung ist die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum kontinuierlichen
Sortieren solcher Teilchengemische nach ihrer Form vorzuschlagen, welches möglichst
genau die erlaubten Grenzen der Abweichungen von der Kugelform einhält, und dabei
gegenüber bekannten Verfahren wirtschaftlich vorteilhaft ist. Ferner ist es Aufgabe
der
Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung
vorzuschlagen.
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Die Aufgabe des Sortierens derartiger Teilchengemische wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß sie nach dem entsprechend ihrer verschiedenen Form der einzelnen
Teilchen unterschiedlichen Rollwiderstand bzw. Gleitwiderstand sortiert werden.
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Die Erfindung macht dabei Gebrauch von der Tatsache, daß sowohl der
Rollwiderstand als auch der Gleitwiderstand von Körpern auf einer Unterlage, außer
von andern Parametern, sehr wesentlich von der äußeren Form dieser Körper abhängt.
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In bevorzugter Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
die Teilchen auf eine schiefe Ebene gebracht, auf der auf sie - außer der Schwerkraft
- eine weitere zur Ebene durch den Schwerkraftvektor und die Fallgerade der schiefen
Ebene geneigte Kraftkomponente zur Einwirkung gebracht wird. Durch die Einwirkung
der beiden Kraftkomponenten wird eine breite Streung des Körnergemischs nach ihrer
verschiedenen Form bewirkt und damit die Voraussetzung für geeignete Sortiereinrichtungen
geschaffen.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient demgemäß eine
Sortiereinrichtung mit einer beweglichen, ebenen, zur Horizontalen in spitzem Winkel
von weniger als 900 eigten Sortierunterlage, auf die eine von ihrer Fallgeraden
abweichende Bewegungskomponente einwirkt.
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In bevorzugter Ausführungsform ist die Sortierunterlage ein in Förderrichtung
annähernd horizontal, hingegen senkrecht zur Förderrichtung zur Horizontalen geneigtes
Förderband, dessen Ränder im Sortierbereich des Bandes horizontal verlaufen, und
auf das das Sortiergut mittels einer Aufgabeschaufel aufbringbar ist. Ein solches
Förderband als Sortierunterlage gestattet es, die Wirkung der beiden Kraftkomponenten
(Schwerkraft und Bandvorschub) durch Steuerung der Umlaufgeschwindigkeit des Förderbandes
zu variieren und demgemäß auf die Besonderheiten des speziellen Sortiervorganges
abzustimmen.
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Für viele Verwendungszwecke kann es vorteilhaft sein, daß die Aufgabeschaufel
schräg angeordnet ist, um dem auftrefe-nden Sortiergut eine Geschwindigkeitskomponente
in Bandlaufrichtung zu erteilen.
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Das Förderband kann Je nach der Art des zu sortierenden Gutes mindestens
teilweise aus Metall, z.B. rostfreiem Stahl oder Kupfer, oder aber aus gewebeverstärktem
Gummi bzw. Kunststoff bestehen.
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Im Rahmen der erfindungsgemäßen Konzeption ist es ohne weiteres möglich,
für größere Leistungen Vorrichtungen mit mehreren übereinander angeordneten Förderbändern
vorzusehen.
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In weiterer Ausbildung der erçlrdengsgemäßen Vorrichtung ist eine
Verstelleinrichtung zum vorzugsweise stufenlosen Einstellen der Neigung des Förderbandes
bzw. der Förderbänder
vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird es
ermöglicht, auch die Wirkung der Schwerkraft als Kraftkomponente zu veraendern und
damit die Sortierwirkung der Vorrichtung noch weiterhin anzupassen.
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Im Sinne der Anwendungsvielfalt der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erscheint es zweckmäßig, anstelle von ortsfest dem Förderband zugeordneten Entnahmeeinrichtungen
eine oder mehrere entlang dem Förderband verschiebbare Entnahmeeinrichtungen vorzusehen.
Dadurch würde es bei gegebener Sortierungsqualität der Gesamtvorricnung ermöglicht,
die Sortenabnahme entsprechend den gestellten speziellen Anforderungen zu verändern.
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Auch erscheint es zweckmäßig, eine Sprüheinrichtung für das aufzugebende
Sortiergut bzw. für das Förderband vorzusehen, da in vielen Fällen das Befeuchten
des Gutes sich auf dessen Verhalten auf dem Förderband günstig auswirkt.
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Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig.1 eine
Vorrichtung zum Sortieren von Teilchengemischen, mit drei übereinander angeordneten,
parallel zueinander arbeitenden Sortierbändern, in Seitenansicht; Fig.2 das oberste
Sortierband der Anlage in Figur 1, in Draufsicht;
Fig.3 die Anlage
nah Figur 1 in Vorderansicht.
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Das zu sortierende Teilchengemisch 3 wird in einen Bunker 1 geschüttet.
Eine Berieselungsanlage 5 kann in Betrieb gesetzt werden, um das ganze Gemisch aufzulockern
und fliessfähiger zu gestalten. Ein Getriebemotor 7 treibt Dosierräder 9, welche
in bekannter Weise entsprechende Zuspeiseleitungen 11,12 und 13 mit der Drehzahl
des Dosierrades 9 proportionalen Mengen des Teilchengemisches beschicken.
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Die Teilchen gelangen am Ende der Zuspeiseleitungen 11,12 und 13 in
entsprechende Aufgabeschaufeln 15,16 und 17, deren Auslaufrichtung in den Figuren
2 und 3 in der Fallgeraden der Ebenen der Sortierbänder 19,20 und 21 dargestellt
sind. Es ist gegebenenfalls vorteilhaft, diese Aufgabeschaufeln 15,16 und 17 in
einem Winkel zur Fallgeraden anzuordnen, um den Teilchen eine Geschwindigkeitskomponente
in der Bandbewegungsrichtung zu erteilen. Die Sortierbänder 19,20 und 21 sind je
durch ein Walzenpaar 23,24 und 25 angetrieben. Den unten Kanten der Sortierbänder
19,20 und 21, schließen sich Ableitbleche 26 an, die von ausgebogenen Rändern eines
Sammelkanals 27 untergriffen werden, derart, daß das von den Sortierbändern 19,20
und 21 anfallende Gemisch in den Sammelkanal 27 gelangt.
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Dieser Sammelkanal 27 ist durch eine verschibbare Trennwand 32 in
Abteile 29 und 30 unterteilt. Am Auslauf der Abteile 29 und 30, befindet sich je
ein Bunker 31. Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist ferner eine allgemeine Auffang-Vorrichtung
33 mit einem eigenen Bunker 31 unter den Sortierbändern 19,20 und 21 angeordnet.
In diesen Auffangbunker 31 fallen diejenigen Teilchen, welche von der Kugelform
am meisten abweichen, und daher den größten Roll-bzw. Gleitwiderstand aufweisen.
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Die Walzenpaare 23,24 und 25, treiben durch je einen eigenen Walzenantrieb
34 die Bänder in der in Fig. 3 gezeigten Richtung an. Zum Verändern der Neigung
der Sortierbänder 19,20 und 21 ist eine Steuerstange 36 vorgesehen, welche die drei
Sortierbandgestelle miteinander verbindet. Am Ende der Steuerstange 36 befindet
sich eine Nockenrolle 37. Mittels einer auf einer Verstellwelle 40 angeordneten
Nockenscheibe 39 kann nun die Steuerstange 36 mehr oder weniger angehoben werden,
wodurch die Sortierbänder, z.B. um die Drehachse des schwenkenden Motors ihre Neigung
gleichzeitig verändern.
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Beim Sortieren derartiger Gemische können z.B. die in Figur 2 dargestellten
drei Zonen entstehen, nämlich die Zone 42 mit der kleinsten Abweichung von der Kugelfläche,
als Zone I bezeichnet, eine Zone 44 mit Abweichungen von der Kugelfläche, welche
in einem gewissen Toleranzband liegen, bezeichnet als Zone II, und die über das
Bandende hinausgehende Zone 46, bezeichnet als Zone III. Die Zonenverläufe zeigen,
wie die ihnen zugehörigen Teilchen sich über die Sortierbänder 19, 20 und 21 verteilen,
und wo dementsprechend de Trennwand 32 hinzuschieben ist, um im Sammelkanal 27 eine
analoge Trennung der Teilchen mit den unterschiedlichen Oberflächenformen vorzunehmen.
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Bei diesem Verfahren spielen die folgenden Parameter eine mehr oder
weniger große Rolle: Das Material und die Oberflächenbeschaffenheit der Bandoberfläche,
die Bandgeschwindigkeit, der ruhige, gleichmäßige Lauf des Bandes, die Teilchenform,
die Oberflächenbeschaffenheit der Teilchen, die Beziehung zwischen
dem
Teilchenmaterial und dem Oberflächenmaterial des Bandes (wegen eventueller elektrischer
Kräfte), der Widerstandsbeiwert des Teilchens und dessen Anfangsgeschwindigkeit
in EZåLlrichtung beim Auftreffen auf die Wandoberfläche und gegebenenfalls die Umweltbedingungen.
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Wichtig bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist das
Konstanthalten möglichst vieler dieser Parameter, um damit einen konstanten Sortiereffekt
und dessen Reproduzierbarkeit zu gewährleisten.
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wenieschleunigt In diesem Sinne wird das Korngemisch auf das, bzw.
die endlosen Bänder gebracht, welche beispielsweise aus gewebeverstärktem Gummi
oder Kunststoff oder aus Metall bestehen können. Die Bandgeschwindigkeit ist stufenlos
regulierbar.
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Nach dem Aufgeben rollen die Teilchen oder Körner entsprechend ihrer
Rundheit und daher mit einem spezifischen, formbedingten Rollwiderstand mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit über das geneigte Band, welches gleichzeitig in seiner Längsachse
bewegt wird und somit die Körner mit dieser konstanten Längsgeschwindigkeit weitertransportiert.
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Die Teilchen mit genauester Kugelform und daher kleinstem Rollwiderstand
durcheilen das Band in seiner Querrichtung schneiler, während ein halbkugelförmiges.
Teilchen vom Band bis an dessen Ende mitgenomme und dann in den entsprechenden Bunker
gebracht wird. Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, das Teilchengemisch und bzw. oder
das Jortierband zu berieseln, z.B. mit Wasser.
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Die Sortierleistung einer derartigen Anlage ist abhängig von der Größe
der Körner. Es kann beispielsweise mit einem Durchschnittswert von ca. 30 kg/h und
Förderband gerechnet werden.
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L e e r s e i t e