DE3047536A1

DE3047536A1 - Verfahren und vorrichtung zum sortieren von metallteilen

Info

Publication number: DE3047536A1
Application number: DE19803047536
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof. Dipl.-Ing. 4130 Moers Sczimarowski
Original assignee: SCZIMAROWSKI KLAUS
Current assignee: SCZIMAROWSKI KLAUS
Priority date: 1980-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1982-07-29

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung.
In der Technik werden Metallteile unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung erzeugt. Andererseits fallen Schrotte in erheblichen Mengen an, wie z.B. Schredderschrotte, die Stücke unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung enthalten. Eine Rückgewinnung zu gebrauchsfähigen Metallen ist kaum möglich, da eine Schmelze aus Schrotten nur selten in ihrer chemischen Zusammensetzung und in ihren Gebrauchseigenschaften einer Gebrauchs legierung genügt. Weiterverarbeitungen mit aufwendigen metallurgischen Verfahren sind unwirtschaftlich.
Im Falle der Produktionsüberwachung nach chemischer Zusammensetzung mußte man sich bisher mit Strichprobenkontrollen zufrieden geben. Bei Schrotten ist ein Sortieren selbst im Handklaubeverfahren kaum möglich, da dies unsicher und langwierig ist. Andere bekannte Verfahren versuchen eine Trennung nach dem spezifischen Gewicht der Metalle, z.B. in Schwimm-, Rüttel-, Zentrifugierverfahren oder nach elektromagnetischen Eigenschaften. Die Verfahren führen zu keinem sicheren Erfolg und lassen auch keine Trennung nach Legierungen innerhalb der Legierungsreihen bei gleichen Grundmetallen zu.
Ubliche Analysemethoden sind wegen ihres Zeitaufwandes unpraktikabel. Sie erfordern aufwendige Probenahme, Probenvorbereitung und Analysen an kleinen Stücken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen im Durchlauf über eine Transporteinrichtung zu schaffen, bei dem bzw. der mit einfachsten konstruktiven Mitteln eine kontinuierliche Sortierung nicht nur nach unterschiedlichen Metallen, sondern auch nach unterschiedlichen Legierungen erreicht wird. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Metallteile nicht in kleine Stücke zerkleinert werden müssen, sondern auch große Teile und Stücke sortiert werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die laufende Transporteinrichtung gegebenen Metallteile innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgen- oder Isotopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen abgegebenen Strahlen, insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachreordnete Sortiergeräte steuert.
Hierdurch werden ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung ermöglicht, durch die im Durchlaufverfahren Metallteile und Stücke unterschiedlicher Größe nach ihrer chemischen Zusammensetzung bzw. ihrer Legierung exakt sortierbar sind. Verfahren und Vorrichtung sind wirtschaftlich und von hoher Genauigkeit. Es können auch große Metallteile und Metallstücke analysiert und sortiert werden, so daß Zerkleinerungskosten und Verschlackungsverluste beim Wiedereinschmelzen vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Röntgengenerator und Detektor unterhalb der Transporteinrichtung angeordnet sind. Hierdurch wird ein stets gleichbleibender Abstand von Generator und Detektor zu den Metallteilen gewährleistet, so daß eine stets gleichbleibend gute (brauchbare) Analyse erreichbar ist. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß die Transporteinrichtung ein Förderband aufweist und die vom Generator ausgehenden und die den Detektor erreichenden Strahlen das Förderband durchdringen.
Dabei kann das Förderband quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt sein, so daß die Metallteile stets nahe dem Generator und dem Detektor liegen.
Exakte Analysewerte werden auch dadurch erreicht, daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator und Detektor sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß Strahlengenerator und Detektor etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.
Von Vorteil ist es auch, wenn das Förderband ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist. Alternativ kann auch das Förderband kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweisen.
Eine konstruktiv einfache und sicher arbeitende Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die nachgeordneten Sortiergeräte zur Beförderung der Metallteile vom Band mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung und Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1.
Metallteile 1, insbesondere kleinere und größere Schrottstücke, werden durch eine Aufgabevorrichtung 2, insbesondere durch eine schräge Schüttelebene, auf ein Förderband 3 einzeln hintereinander aufgegeben. Das Material des Förderbandes ist weitestgehend für Röntgenstrahlen durchlässig und besteht hierzu aus Kunststoff oder Gummi. Alternativ kann das Förderband auch öffnungen, Durchbrüche rege.1 mäßig aufweisen oder weitmaschig ausgebildet sein. Ferner ist das Förderband derart im Querschnitt gewölbt, daß die Längsränder höher liegen als der zwischenliegende mittlere Bereich.
Das umlaufende Förderband 3 ftihrt die Metallteile unter eine Strahlenschutzhaube 4, die das Band übergreift. Im Bereich dieser Haube sind unterhalb des Bandes nahe der Bandunterseite ein Strahlengenerator 5 und beispielsweise ein Detektor mit Dewar-Gefäß 6 quer zur Bandrichtung nebeneinander radial zur Bandwölbung befestigt, wenn das energiedisperse System verwendet wird. Der Generator 5 erzeugt Röntgen-, Gamma- oder Isotopenstrahlen, die von einer Röntgenröhre oder Isotopen erzeugt werden und radial zur Bandwölbung auf die Metallteile 1 gerichtet sind. Die von den Metallteilen entsprechend deren Metallart und deren Legierungsart abgegebenen charakteristischen Strahlen, insbesondere (Röntgen-)Strahlenspektren (Röntgenfluoreszenzstrahlung), werden von dem neben dem Generator angeordneten Detektor 6 aufgefangen und in elektrische Impulse umgewandelt. Zur Kühlung des Detektors wird bei Verwendung einer energiedispersen Methode flüssiger Stickstoff verwendet. Da Strahlengenerator 5 und Detektor 6 unter dem Förderband angeordnet sind, besteht für alle Metallteile ein weitgehend gleicher Abstand zu diesen, so daß die den Detektor erreichenden Strahlen nicht zu stark schwanken.
Die vom Detektor erzeugten elektrischen Signale werden einem Rechner mit einer Sortierprozeßsteuerung zugeführt, der die Meßsignale des Detektors mit schon gespeicherten Signalen, insbesondere Röntgenfluoreszenzmustern analysierter Metalle bzw. Legierungen vergleicht und danach entsprechend am Förderband befindliche Sortierer steuert.
Für eine jeweilige Metall- oder Legierungsart bzw.
Metall- oder Legierungsgruppe sind Sortiervorrichtungen 7 neben oder über dem Förderband 3 vorgesehen, die die Metallteile entsprechend den vom Rechner gegebenen Steuerungssignalen in neben dem Band und hinter dem Band angeordnete Behälter 8 werfen. Das Aussortieren kann durch mechanische Weichen oder durch Luftdüsen erfolgen, die die zu separierenden Metallstücke vom Band herunterblasen.
Wenn es die Geometrie der zu untersuchenden Teile zuläßt, können Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb der Metallteile angebracht sein.
Für viele Fälle eignet sich ein radioaktiver Stoff als Strahlenquelle.
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Claims

Ansprüche Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die auf die laufende Transporteinrichtung (3) gegebenen Metallteile (1) innerhalb eines kurzen Bewegunqsbereichs Röntgen- oder Isotopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen (11) abgegebenen Strahlen,insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor (6) aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachgeordnete Sortiergeräte (7) steuert.
2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) unterhalb der Transporteinrichtung (3) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Transporteinrichtung ein Förderband (3) aufweist und die vom Generator (5) ausgeh-nden und die den Detektor (6) erreichenden Strahlen das Förderband (3) durchdringen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Förderband (3) quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator (5) und Detektor (6) sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Förderband (3) ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Förderband (3) kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweist.
9. Vorrichtung zum Austben des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb des Transportbandes angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Strahlengenerator und Detektor in Richtung der Längsachse des Transportbandes angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgeordneten Sortiergeräte (7) zur Beförderung der Metallteile (1) vom Band (3) mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.