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Vorrichtung zum Aussortieren von Metallteilchen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aussortieren von
Metallteilchen aus einem Fördergutstrom, z.B.
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Mahlgut- oder Granulatstrom, mit Hilfe eines in die Förderleitung
eingebauten und den Fördergutstrom berührungslos abtastenden Metalldetektors und
einer Sortierweiche, wobei die Sortierweiche in einem aus dem Produkt der Fördergeschwindigkeit
und der Reaktionszeit von Metalldetektor und Sortierweiche gebildeten Mindestabstand
dem Metalldetektor nachgeschaltet ist und durch einen vom Metalldetektor angesteuerten
Antriebsmechanismus betätigt wird und in zwei Endlagen überführbar ist, von denen
sie in der einen Endlage einen Förderstutzen)freigibt und in der anderen Endlage
schließt und gleichzeitig einen Auswerfstutzen öffnet, so daß der Fördergutstrom
für eine bestimmte Zeitdauer durch den Auswerfstutzen umgelenkt wird, wenn ein im
Fördergutstrom enthaltenes Metallteilchen in den Ansprechbereich des Metalldetektors
gekommen ist, und daß der Fördergutstrom durch den Förderstutzen zurückgeleitet
wird, wenn das Metallteilchen ausgeschieden ist.
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Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-PS 18 09 982 bekannt.
Diese bekannte Vorrichtung arbeitet sehr zuverlässig, kann jedoch nur in einem offenen
Fördergutstrom eingesetzt werden, bei dem das Fördergut die Vorrichtung in freiem
Fall passiert.
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Es sind jedoch auch Vorrichtungen für geschlossene Rohrsysteme und
Saugförderranlagen bekannt. Durch einen Prospekt ist eine Vorrichtung bekanntgeworden,
die aus einem in die
Materialleitung eingebauten Metalldetektor,
einer nachgeschalteten pneumatisch betätigten Ausfallklappe und einem an den Auswerfstutzen
über einen Schlauch angeschlossenen Metallbehälter besteht, der über einen Luftfilter
und einen weiteren Verbindungsschlauch wieder an die Förderleitung angeschlossen
ist. Ein Druckabfall während des Ausscheidens wird dadurch vermieden. Diese bekannte
Vorrichtung hat jedoch recht sperrige Abmessungen und ist dementsprechend in der
Praxis sehr unhandlich. So kann beispielsweise der Abstand zwischen dem Metalldetektor
und der Weiche je nach Fördergeschwindigkeit des Fördergutes mehrere Meter betragen.
Dieser relativ große Abstand ist deshalb erforderlich, weil die Reaktionszeit des
Metalldetektors und der Weiche stets geringer sein muß, als die Zeit, die ein im
Fördergutstrom mittreibendes Metallteilchen benötigt, um vom Metalldetektor zur
Weiche zu gelangen. Ist beispielsweise der Abstand zwischen dem Metalldetektor und
der Weiche zu gering eingestellt, hat ein Metallteilchen die Weiche bereits verlassen,
bevor die Sortiereinrichtung, z.B. Ausscheideklappe, betätigt wird. Das Metallteilchen
kann nicht ausgeschieden werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die eingangs beschriebene
Vorrichtung derart zu verbessern, daß sie für relativ hohe Fördergeschwindigkeiten
des Fördergutes, z.B.
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in Saugförderanlagen, eingesetzt werden kann, wobei der Abstand zwischen
dem Metalldetektor und der Weiche verringert werden soll und trotzdem sichergestellt
ist, daß kein Metallteilchen zwischen Metalldetektor und Weiche schneller ist, als
die Reaktionszeit der Vorrichtung.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs
näher beschriebenen Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten
Maßnahmen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sich
die Baulänge verringern läßt, wodurch die Vorrichtung im praktischen Betrieb eine
wesentliche Vereinfachung der Handhabung ermöglicht. Die Erfindung geht davon aus,
daß
bei einer bestimmten, nicht beeinflußbaren, Reaktionszeit der Vorrichtung und bei
einer max. Fördergeschwindigkeit des Fördergutes eine bestimmte Förderwegstrecke
zwischen dem Metalldetektor und der Weiche vorhanden sein muß, um ein Metallteilchen
sicher auszuscheiden. Das bedeutet aber nicht, wie das beim Stand der Technik der
Fall ist, daß der Abstand zwischen dem Metalldetektor und der Sortierweiche gleich
der Länge der Förderleitung zwischen dem Metalldetektor und der Weiche sein muß.
Vielmehr kann der Abstand zwischen den beiden Teilen wesentlich verringert werden,
ohne die Mindestlänge der Förderleitung zwischen den Teilen zu unterschreiten. Daraus
wurde erfindungsgemäß abgeleitet, daß die Mindestlänge der Förderleitung zwischen
Metalldetektor und Weiche nicht gerade zu sein braucht, sondern in einer bestimmten
Form gekrümmt sein kann. In diesem Fall hängt die Fördergeschwindigkeit des Fördergutes
von der Form und Anzahl der Krümmungen ab, so daß gemäß Anspruch 2 ein Verzögerungseffekt
auftritt, der eine weitere Reduzierung des Abstandes zwischen Metalldetektor und
Weiche bzw. der Förderleitungslänge zwischen den beiden Teilen erermöglicht, Um
für sehr hohe Fördergeschwindigkeiten des Fördergutes die Baulänge der Vorrichtung
möglichst klein zu halten, kann die Förderleitung gemäß Anspruch 3 zwischen dem
Metalldetektor und der Weiche die Form einer Spirale mit mehreren Windungen oder
die Form einer Schleife mit einer Windung haben. Für relativ geringe Fördergeschwindigkeiten
kann schon eine kreisbogenförmige Umlenkung des Förderstromes eine Reduzierung der
Baulänge der Vorrichtung bewirken.
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Der Vorteil gemäß Anspruch 4 besteht darin, daß die Vorrichtung zusätzlich
sehr flach wird, da die Bögen der Förderleitung alle in einer Ebene liegen. Außerdem
kann bei senkrechter Lage der Vorrichtung und einer geschickten Anordnung der Bögen
erreicht werden, daß bei Förderstillstand das in der Vorrichtung befindliche Fördergut
selbsttätig durch die Vorrichtung rieselt und nicht in den Bögen liegen bleibt.
Am einfachsten läßt sich dies dadurch er-
reichen, daß gemäß Anspruch
5 die Förderleitung etwa S-förmig gebogen ist. Für relativ geringe Fördergeschwindigkeiten,
etwa zwischen 5-10 m/s kann gemäß Anspruch 6 ein Bogen in der Förderleitung ausreichen.
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Der Vorteil nach Anspruch 7 besteht darin, daß die Form der Förderleitung
zwischen dem Metalldetektor und der Weiche jederzeit geändert und den Erfordernissen
des Fördersystems angepaßt werden kann.
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Gemäß Anspruch 8 sind alle Bauteile geschützt angeordnet und bilden
eine kompakte Einheit.
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Nach Anspruch 9 tritt für den Zeitraum, in dem der Förderstrom durch
den Auswerfstutzen geleitet wird, kein Druckverlust ein. Das Metallteilchen wird
durch einen engmaschigen Filter in dem Ausfallbehälter zurückgehalten und das Fördermedium,
z.B. Luft, in den Eörderstrom zurückgeleitet.
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Nachfolgend ist anhand der Zeic.:nungen die Erfindung in mehreren
Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 die Frontansicht der
Vorrichtung, Figur 2 die Innenansicht der Weiche, Figur 3 einen Schnitt durch die
Weiche entlang der Linie a-b in Figur 2, Figur 4 die Vorderansicht der Weiche, Figur
5 die Frontansicht einer anderen Vorrichtung, Figur 6 die Ansicht einer schleifenförmigen
Fördeirleitung, Figur 7 die Frontansicht einer weiteren Vorrichtung, Figur 8 die
Seitenansicht der Vorrichtung nach Figur 7.
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Die in den Figuren der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen eignen
sich zum Einbau in ein Saug- oder Druckfördersystem. Allen Vorrichtungen gemeinsam
ist ein an der Saug- oder Druckseite, d.h. am Eingang in einen Stutzen 9 der Förderleitung
eingebauter und den Förderstrom berührungs-
los abtastender Metalldetektor
10, eine in einem bestimmten Abstand vom Metalldetektor angeordneten Weiche 11,12,13,
deren Ausscheidungsorgan 14,15,16 durch einen vom Metalldetektor 10 angesteuerten
Antriebsmechanismus 17,18,19 betätigt wird und in zwei Endlagen überführbar ist,
und eine zwischen dem Metalldetektor 10 und der Weiche 11,12,13 befindlichen Förderleitung
20,21,22,23, die am Ausgang der Vorrichtung in einen Anschlußstutzen 24 endet.
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Die Weichen 11,12 der Vorrichtung nach Figur 1 und 5 sind gleich ausgebildet
und haben gegenüber dem Einlaß- und Auslaßstutzen 9,24 eine etwas geneigte Lage.
Die Weiche 11,12 ist aus einem massiven Metallblock, beispielsweise Aluminium, gefertigt
und ist längsgeteilt. In jeder Hälfte 25,26 ist ein Teil eines in Längsrichtung
verlaufenden Förderstutzens 27 und ein Teil eines aus dem Förderstutzen 27 im spitzen
Winkel abzweigenden Auswerfstutzen 28 eingearbeitet, beispielsweise herausgefräst.
Die beiden Hälften 25,26 werden durch Schrauben 29 miteinander verbunden, wobei
sich die beiden Teile des Förderstutzens 27 und des Auswerfstutzens 28 zu einem
vollständigen Förder- bzw. Auswerfstutzen 28 ergänzen.
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In dem Zwickel, der durch die beiden Stutzen 27,28 gebildet wird,
ist das Ausscheidungsorgan 14,15 gelagert. Die Lagerachse 30 ragt an einer Seite
aus dem Weichenkörper heraus.
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An ihr greift der Betätigungsmechanismus 17,18 über ein Hebelgelenk
31 an. Bei dem Ausscheidungsorgan 14,15 handelt es sich um eine Klappe, die in der
einen Endlage den Förderstutzen 27 öffnet und den Auswerfstutzen 28 schließt und
umgekehrt in der anderen Endlage den Förderstutzen 27 schließt und den Auswerfstutzen
28 öffnet, so daß in dieser Stellung der Förderstrom für eine bestimmte einstellbare
Zeitdauer durch den Auswerfstutzen geleitet wird, wenn ein in dem Förder strom enthaltenes
Metallteilchen in den Ansprechbereich des Metalldetektors 10 gekommen ist. Die Zeitdauer
für die Umlenkung des Förderstromes muß solange eingestellt sein, bis mit Sicherheit
das Metallteilchen ausgeschieden ist.
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Erst dann darf das Ausscheidungsorgan 14,15 zurückgestellt werden.
In den Ausführungsbeispielen dient als Betätigungsmechanismus 17,18,19 ein Pneumatik-
oder Hydraulikzylinder.
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Es kann jedoch auch ein anderer Antrieb, z.B. ein Elektromagnet oder
Linearmotor verwendet werden.
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Vom Eintreten eines Metallteilchens in den Ansprechbereich des Metalldetektors
10 bis zum Betätigen des Ausscheidungsorgans 14,15,16 vergeht eine gewisse Reaktionszeit,
die nicht beeinflußbar ist. Deshalb muß zwischen dem Metalldetektor 10 und der Weiche
11,12,13 ein bestimmter Mindestabstand vorhanden sein, so daß stets sichergestellt
ist, daß die Reaktionszeit kürzer ist als die Zeit, die das Metallteilchen braucht,
um vom Metalldetektor 10 durch die Förderleitung 20,21 22,23 bis zur Weiche 11,12,13
zu gelangen. In den Ausführungsbeispielen ist der Mindestabstand unterschritten,
jedoch hat die Förderleitung 20,21,22,23 eine dem Mindestabstand entsprechende Länge.
Für diesen Zweck weist die Förderleitung gemäß Figur 1 der Zeichnung einen Knick
bzw. eine Auslenkung 32 auf. Durch die Auslenkung 32 tritt ein zusätzlicher Verzögerungseffekt
ein, so daß in der Praxis die Förderleitung 20 ein kürzere Länge als die Mindestlänge
bei gerader Leitungsführung haben kann. Das trifft im übrigen auch für die Ausführungsbeispiele
gemäß Figur 5 und 7 der Zeichnung zu. In Figur 5 ist die Förderleitung 21 als Wendel
33 gebogen. Es sind insgesamt zwei Windungen vorhanden. Je nach den Erfordernissen
können selbstverständlich auch mehr oder weniger Windungen vorgesehen erden. Das
hängt im wesentlichen von der Fördergeschwindigkeit ab. Auch kann die Steigung der
Wendel 33 variiert werden. Bei der Förderung von körnigem Gut ist es jedoch vorteilhaft,
wenn die Steigung so groß ist, daß bei Förderstillstand die in der Förderleitung
verbleibende Restmenge von selbst durch die Vorrichtung rieseln kann.
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Das trifft im übrigen auch für die Ausführungen gemäß Figur 1 und
7 zu. Es gibt ferner Anwendungen, wo auf diesen Effekt keinen Wert gelegt wird,
z.B. im Dauerbetrieb. In diesem Fall kann die Förderleitung frei gestaltet werden
und z.B. gemäß Figur 6 als Rohrschleife 34 ausgebildet sein.
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Beipielsweise könnte die Rohrschleife 34 anstelle der Wendel 33 oder
der Auslenkung 32 in die Vorrichtung eingebaut werden.
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In Figur 7 ist die Förderleitung 23 als Mäander 35 ausgebildet. Die
Förderleitung 20,21,22,23 besteht vorteilhaft aus einem flexiblen Schlauch, so daß
auf einfache Weise die gewünschte Form 32,33,34,35 gebogen und durch Schellen 36
fixiert werden kann.
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Die Weiche 13 ist in ihrer Wirkung vergleichbar mit der Weiche 11
oder 12, hat jedoch einen etwas anderen Aufbau.
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Wie aus Figur 7 hervorgeht, hat sie eine quadratische Form und besteht
aus einem Grundkörper 37 und einer an dem Grundkörper 37 angeflanschten Kopfplatte
38. In der Teilungsebene ist der Förderstutzen 39 eingearbeitet. Der Auswerfstutzen
40 zweigt im rechten Winkel ab und ist über eine Rohrverbindung 41,42,43 an einen
Ausscheidebehälter 44,45,46 angeschlossen, in welchem das Fördergut vom Fördermittel
getrennt wird. Das mit Metallteilchen verunreinigte Fördergut gelangt durch den
Ausfallstutzen 47,48,49 in einen nicht dargestellten Sammelbehälter und das Fördermittel,
z.B. Druckluft, wird durch einen Filter 50,51,52 gereinigt und durch einen Rückführungsstutzen
53,54,55 in den Förderstutzen 27,39 hinter dem Ausscheidungsorgan 14, 15,16 zurückgeführt.
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Die Vorrichtung nach Figur 7 der Zeichnung ermöglicht mehrere Einbaulagen.
Für diesen Zweck hat der Ausscheidebehälter 46, der im übrigen Bestandteil des Grundkörpers
37 der Weiche 13 ist, mehrere jeweils um 90" gegeneinander versetzte Ausfallstutzen
49,56,57.
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Wie aus den Figuren der Zeichnungen hervorgeht, sind die einzelnen
Baugruppen der Vorrichtung auf einer Grundplatte 58,59 montiert. Diese Grundplatte
58,59 läßt sich auf einfache Weise in ein Gehäuse 60 einbauen.
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