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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen nicht magnetisierbarer elektrisch leitfähiger Metallteile aus einem Feststoffgemisch im Feld wenigstens eines einem Fördermittel zum Transport des Gemisches nachgeordneten Erzeugers eines elektromagnetischen Wechselfeldes, dessen Kräfte NE-Metallteile auslenken, mit einer Förderstromaufgabe und mit unterteilten Sammelbehältern.
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Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung läßt sich die sogenannte Wirbelstromscheidung ausführen. Es geht dabei um das Aussondern nicht ferromagnetischer, elektrisch gut leitender Stoffe, wie Aluminium und Kupfer aus Schrott und Abfällen, wie Autoshredderschrott, Elektroschrott, Glasabfällen und dergleichen. Falls in diesem Material ursprünglich ferromagnetische Teile oder sonstige durch andere Sortier- und Klassierverfahren abtrennbare Stücke enthalten sind, müssen vor dem Durchgang durch die Wirbelstromscheidung eine Magnetscheidung und/oder entsprechende Aufbereitungsstufen eingesetzt werden, und zwar die Magnetscheidung, weil ferromagnetische Teile den Arbeitsspalt der Wirbelstromscheidevorrichtung verstopfen würden. Sortier- und Klassierverfahren deshalb, weil die bei der Wirbelstromscheidung auszunutzenden, geringen Kräfte möglichst nicht durch Kollisionen mit anderen Teilen, die an sich mit weniger Aufwand auszuscheiden sind, verbraucht oder zumindest reduziert werden sollen.
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Aus der EP-OS 14 564 ist es bekannt, das zu trennende Material am Ende eines Förderbandes im freien Fall durch den Spalt eines Linearmotors oder dergleichen fallen zu lassen. Am Durchgang durch den Spalt dieses Wechselmagnetfelderzeugers werden die elektrisch leitenden, nicht magnetisierbaren Gemischteile abgelenkt und fallen in einen anderen Behälter als der übrige Teil des zugeführten Materials. In der bekannten Vorrichtung gelangen die Gemischteile unmittelbar am Ende des Förderbandes vertikal in bzw. durch den Spalt des Wechselmagnetfelderzeugers. Die Fallgeschwindigkeit ist daher so gering, daß sich die Einzelteile im Wechselmagnetfeld in eine für die elektromagnetische Kraftwirkung der Wirbelstromscheidung ungünstige Lage drehen können und daß außerdem in geringem Maße ferromagnetische Verbundstoffe, z.B. NE-Fe-Verbundmetalle oder dergleichen, die bei einer vorangehenden Magnetscheidung nicht sicher abgetrennt werden, an den Polschuhen des Wechselmagnetfelderzeugers kleben und den Spalt in kurzer Zeit verstopfen können.
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Aus der DE-OS 25 09 638 ist eine Kombination einer Windsichtung mit einer Wirbelstromscheidung bekannt. Die Einzelteile des zu trennenden Gemisches gelangen im freien Fall dem Windsichterluftstrom entgegen durch den Spalt eines Wechselmagnetfelderzeugers, dessen Feld parallel zur Fallrichtung wandert bzw. dessen Feldänderung parallel zur Fallrichtung verläuft. Ein Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die elektromagnetisch im Sinne der Wirbelstromscheidung zu beeinflußenden Gemischteile nach der Seite aus dem Strom fallender Teilchen bewegt werden müssen und daher mit anderen Teilen kollidieren und entsprechend behindert werden können; vor allem besitzen die Einzelteile keine definierte Lage und können daher durch das Wechselmagnetfeld in eine Richtung gedreht werden, in der das jeweilige Feld eine relativ geringe, durch Wirbelstromscheidung hervorgerufene Trennkraft (z.B. Querbeschleunigung) auf das jeweilige Einzelteil ausüben kann.
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Aus der DE-OS 20 37 088 ist eine Anordnung zur Trennung von Teilchen mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten bekannt, bei welchen durch ein statisches Feld eines Gleichstrommagneten hindurchbewegte Teilchen abgebremst werden, so daß sie unter Schwerkrafteinwirkung unterschiedlich weit fallen. Nachteilig ist dort, daß die Teilchen sich gegenseitig behindern können und daß der untere Magnetkörper sowie die erregende Spule stark abgebremsten Teilen nach unten im Wege sind, so daß größere flächige Teile auf dem Magneten liegen bleiben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, in der eine nennenswerte Rotation der elektromagnetisch zu beeinflussenden Gemischteile in störendem Maße und eine gegenseitige Behinderung der voneinander zu trennenden Teile nicht auftritt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß hinter dem Fördermittel wenigstens ein Linearmotor im Winkel zur Förderrichtung des Förderstromes angeordnet ist, und daß der Luftspalt des Linearmotors etwa waagerecht verläuft.
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Je nach der Geschwindigkeit des Fördermittels und damit der Geschwindigkeit des Förderstroms zum Zeitpunkt des Verlassens des Fördermittels ist der im wesentlichen geradelinige Anfangsbereich der Wurfparabel des Förderstroms kürzer oder länger. Dementsprechend kann der Linearmotor des elektromagnetischen Feldes direkt anschließend an oder in naher Entfernung zum Abgabeende des Fördermittels angeordnet sein. Je nach Neigung des Fördermittels bzw. des Förderstromes zu der Horizontalen ergeben sich die physikalischen Vorgänge waagerechter Wurf bzw. schräger Wurf.
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Vorzugsweise ist der Linearmotor in dem Bereich der Wurfparabel des von dem Fördermittel abgeworfenen Förderstromes angeordnet, in welchem die Tangenten an die Wurfparabel einen Neigungswinkel von höchstens 45° einschließen. Bei einem waagerechten Wurf schließt die Tangente am Beginn der Wurfparabel mit der Horizontalen den Winkel 0 ein und dieser Winkel nimmt nachfolgend einen negativen Wert an, der sich zunehmend vergrößert. Bei einem schrägen Wurf nach oben schließen die Tangenten an die Wurfparabel mit der Horizontalen einen positiven Winkel ein, der am höchsten Punkt der Wurfparabel, der dem Umkehrpunkt entspricht, den Wert 0 annimmt, wonach die Winkel dann einen negativen Wert mit zunehmender Tendenz annehmen. Bei einem schrägen Wurf nach oben ist der Erzeuger vorzugsweise in dem Bereich der Wurfparabel vom Abgabepunkt bis zum Umkehrpunkt angeordnet.
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Insbesondere kann der Linearmotor an dem Punkt der Wurfparabel angeordnet sein, an welchem die Tangente an die Wurfparabel etwa horizontal verläuft, d.h. bei einem schrägen Wurf nach oben am Umkehrpunkt.
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Vorzugsweise ist der Linearmotor in gerader Fortsetzung des Fördermittels unmittelbar im Anschluß an dieses parallel zum Förderstrom angeordnet, so daß die auf die NE-Metallteile wirkenden elektromagnetischen Kräfte im wesentlichen in der Förderebene etwa rechtwinklig zum Förderstrom gerichtet sind.
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Die Geschwindigkeit des Förderstromes bei Verlassen des Fördermittels beträgt wenigstens etwa 2 m/sec, vorzugsweise ca. 3 bis 5 m/sec und insbesondere 3 m/sec. In Ausgestaltung der Erfindung ist das Fördermittel um etwa -10° bis +20°, vorzugsweise um etwa +5° zur Horizontalen geneigt. Die negativen Werte gelten dabei für Abwärts- und die positiven Werte für Aufwärtsneigungen gegenüber der Horizontalen.
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In Ausgestaltung der Erfindung erzeugt der Erzeuger wenigstens ein wanderndes Wechselfeld und der räumliche Verlauf bzw. die Wanderrichtung des elektromagnetischen Feldes des Erzeugers ist in einer etwa horizontalen Richtung, vorzugsweise um höchstens etwa 15° vom rechten Winkel zur Richtung des Förderstroms abweichend vorgegeben.
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In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Luftspalt zwischen den Linearmotoren oder dem Linearmotor und dem magnetischen Rückschluß sowohl parallel als auch divergierend einstellbar ist, und zwar vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 140 mm. Innerhalb des Luftspaltes zwischen den Linearmotoren, der an den zu trennenden Abfall angepaßt werden kann, erfolgt eine maximale Beschleunigung der NE-Metallteile.
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Ferner können die Linearmotore unter einem Winkel zum Fördermittel einstellbar sein. Dadurch ist es möglich, die Vorrichtung an die Art der abzutrennenden Teilchen anzupassen. Bei einem Winkel der Linearmotoren von weniger als 90° zur Förderrichtung kann der Nuteinfluß der Linearmotore mehr oder weniger ausgeschaltet werden, so daß die Beschleunigung der Teilchen vergrößert wird. Wenn der Luftspalt zwischen den Linearmotoren über deren Länge gesehen vergrößert werden kann, kann eine bessere Nachbeschleunigung und eine bessere Kompensation erreicht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fördermittel ein Bandförderer, vorzugsweise mit hohem Reibbeiwert des Förderbandes. Alternativ dazu kann das Fördermittel ein Zweiwalzenförderer sein.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Wirbelstromscheidevorrichtung mit Bandförderer, parallel zur Förderrichtung geschnitten;
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Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in der Draufsicht;
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Fig. 3 einen Ausschnitt einer Wirbelstromscheidevorrichtung mit gegenüber Fig. 2 leicht geschwenktem Erzeuger; und
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Fig. 4 eine Wirbelstromscheidevorrichtung mit Zweiwalzenförderer, parallel zur Förderrichtung geschnitten.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 wird das Aufgabegut 1 über eine - zur Vorbeschleunigung unter einem Winkel von größenordnungsmäßig α = 45° geneigte - Rutsche 2 auf einen gegenüber der Geschwindigkeit des Materialzustroms schnell laufenden Bandförderer 3 aufgegeben. Dicht hinter der Aufgabestelle 4 des Bandförderers 3 befindet sich eine gleichsinnig in Förderrichtung A mit synchroner Geschwindigkeit wie das Band 5 umlaufende Beruhigungsrolle 6. Diese dient dazu, undefinierte Relativbewegungen zwischen Band 5 und Einzelteilen des Aufgabeguts 1 zu verhindern. An die Stelle der Beruhigungsrolle 6 kann auch ein Beruhigungsband treten. Der Bandförderer 3 nach Fig. 1 und 2 kann auch durch einen zwei gegeneinander gedrückte Walzen 8 aufweisenden Zweiwalzenförderer 9 mit einer Zuführrutsche 10 nach Fig. 4 ersetzt werden. Der Einfachheit halber wird nachfolgend auch dann von einem Förderband gesprochen, wenn irgendein andersartiges Fördermittel an die Stelle des Bandförderers 3 treten kann.
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Die Fördergeschwindigkeit des Bandförderers 3 und damit die Wurfgeschwindigkeit der Gemischeinzelteile sollen beim Verlassen des Bandes 5 an der Abwurfstelle 11 so hoch, vorzugsweise auf 1,5 bis 10 m/sec, eingestellt werden, daß die Einzelteile entsprechend der Differenz ihrer Geschwindigkeit auf der Rutsche 2 und auf dem Förderband 5beim Übergang auf diese vereinzelt werden und der Abwurf der Einzelteile auf einem im Bereich des eines wechselnden elektromagnetischen Feldes B zwischen zwei Linearmotoren 12 und 13 des insgesamt mit 14 bezeichneten Erzeugers des wechselnden elektromagnetischen Feldes noch praktisch geradlinig verlaufenden Teil einer Wurfparabel C im wesentlichen ohne magnetfeldbedingte Rotation der Einzelteile erfolgt. Zum Erzielen einer für die Praxis geeigneten Wurfparabel muß die Fördergeschwindigkeit im Bereich der Abwurfstelle 11 des Förderbandes 5 einen gewissen Mindestwert besitzen, und der der Bandneigung β entsprechende Abwurfwinkel sollte eine gewisse maximale, positive oder negative Neigung gegenüber der Horizontalen nicht überschreiten. Für die Fördergeschwindigkeit kommen Werte zwischen etwa 1,5 und 10 m/sec und für den Winkel β Werte zwischen -10° und +20° zur Horizontalen in Frage. Bevorzugt wird ein etwa 5° zur Horizontalen 27 nach oben gerichteter Abwurfwinkel β für den Förderstrom.
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Nach dem Abwurf vom Bandförderer 3 gelangen die zu trennenden Bestandteile des Aufgabegutes 1 zwischen die Linearmotore 12 und 13 des Erzeugers 14. Dieser wird vorzugsweise so ausgerichtet, daß sein Feld zwischen je zwei Linearmotoren 12, 13 quer zur Förderrichtung A des zu trennenden Materialstroms 1 etwa vertikal verläuft. Die Richtung der Feldänderung bzw. Feldwanderung kann dann senkrecht zur Förderrichtung A oder auch um einen von der Senkrechten zur Förderrichtung geneigten Winkel γ (Fig. 3) in der Horizontalen angeordnet werden. Bei solchen Abweichungen der Richtung γ der Feldwanderung von etwa 5° bis 30° von der Senkrechten zur Förderrichtung A können ein entsprechend längerer Verbleib des geschleuderten Materials im elektromagnetischen Feld B und damit eine stärkere Kraftwirkung des Feldes auf die Einzelteile erreicht werden.
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Als Erzeuger des wechselnden elektromagnetischen Feldes können Linearmotoren, vorzugsweise Einfach- und Doppelstator-Ausführungen eingesetzt werden. Bei einer Einfachstator-Ausführung stellt der Motor 12 nach Fig. 1 vorzugsweise den Stator und das Element 13 einen magnetischen Rückschluß, insbesondere aus geblechtem, weichmagnetischem Eisen, dar.
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Die im Spalt 15 des Erzeugers 14 des elektromagnetischen Feldes ausgelenkten Anteile des Aufgabegutes 1 können in einen Behälter 16 oder auf ein Fördermittel fallen. Das nicht ausgelenkte Gut wird in einem Behälter 17 aufgefangen oder ebenfalls auf ein Förderband geleitet. Zwischen den Behältern 16 und 17 befindet sich zweckmäßig eine dem Einzelfall entsprechend zu verstellende Trennwand 18.
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Da Betriebsstörungen, wie ein Verstopfen des Luftspaltes 15 zwischen den Elementen 12 und 13 des Erzeugers 14 des wechselnden elektromagnetischen Feldes durch übergroße Stücke, die nicht durch den Spalt 15 hindurchpassen, nicht ausgeschlossen werden können, ist es zweckmäßig, eine Sicherung gegen eine zu große Materialansammlung vor dem Spalt 15 vorzusehen. Beispielsweise kann die Rutsche 2 am Eingang der Vorrichtung so in einem Lager 19 gehalten werden, daß sie bei einem Materialstau augenblicklich abzuschwenken ist und das restliche zuströmende Material sowie nach Reversieren des Bandförderers 3 das auf diesem befindliche Material in einen Behälter 20 fallen. In diesem Zusammenhang kann eine automatische Steuerung vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein optoelektronischer Taster 21 vor dem Luftspalt 15 angeordnet werden, welcher die jeweilige Störung automatisch erkennt und einen Steuerbefehl zum Abschwenken der Rutsche 1 sowie gegebenenfalls zum Rücklauf des Bandförderers 3 gibt.
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Zur Reinigung des Linearmotors 12 kann ein umlaufendes Reinigungsband 28 angeordnet sein, mit dessen Hilfe evtl. anfallende Eisenmetallteile aus dem magnetischen Feld des Linearmotors gefördert werden. Ein derartiges Reinigungsband kann auch an dem Linearmotor 13 vorgesehen sein.