DE3533390A1 - Vorrichtung zum aussortieren von metallteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aussortieren von Metallteilchen aus einem Fördergutstrom, z.B. einem Mahlgut- oder Granulatstrom, mit einem in die Förderleitung eingebauten und den Fördergutstrom nach Metallteilchen berührungslos abtastenden Metall­ detektor, einer in Förderrichtung hinter dem Metalldetektor angeord­ neten Aussortiereinrichtung, die zwischen zwei Endlagen umschaltbar ist und in der einen Endlage einen Förderstutzen und in der anderen Endlage einen Auswerfstutzen der Vorrichtung öffnet, und mit einem von dem Metalldetektor angesteuerten Betätigungsmechanismus zur Steue­ rung der Aussortiereinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen des Metalldetektors derart,daß, wenn der Metalldetektor ein Metallteilchen erkennt, der Fördergutstrom vorübergehend durch den Auswerfstutzen gelenkt wird und der Fördergutstrom anschließend wieder in den Förder­ stutzen geleitet wird, wenn das Metallteilchen ausgeschieden ist, wobei in dem Fördergutstrom zwischen dem Metalldetektor und der Aus­ sortiereinrichtung eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, mit der der aus dem Produkt der Fördergeschwindigkeit und der Reaktions­ zeit von Metalldetektor und Aussortiereinrichtung gebildete Vorhalte­ abstand des Metalldetektors unterschritten werden kann.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die europäische Patentanmel­ dung 0 143 231 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist die Ver­ zögerungseinrichtung durch mindestens eine Umlenkung oder Biegung der Förderleitung zwischen dem Metalldetektor und der Aussortierein­ richtung gebildet. Der Vorteil der bekannten Vorrichtung besteht in einer Verkleinerung der Baulänge, wodurch die Vorrichtung kompakt ausgebildet werden kann und insgesamt in ein handliches Gehäuse hineinpaßt. Eine derartige Vorrichtung läßt sich auf einfache Weise in ein Saug- oder Druckfördersystem einbauen. Durch die relativ starke Krümmung der Förderleitung können Stauungen des Fördergutes in der Vorrichtung auftreten. Ferner muß durch die senkrechte Einbaulage der Vorrichtung bei horizontaler Förderung ein relativ großer Versatz der Förderleitung in Kauf genommen werden, der nur durch mehrere Rohr­ bögen wieder ausgeglichen werden kann. Bei der Verlegung der Förder­ leitung muß deshalb in dieser Hinsicht besondere Rücksicht genommen werden, um Stauungen in der Förderleitung zu vermeiden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art hinsichtlich der Verzögerungseinrichtung zu ver­ bessern, insbesondere Stauungen des Fördergutes in der Vorrichtung zu vermeiden.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs näher gekenn­ zeichneten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufge­ führten Maßnahmen gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung findet also eine Verwirbelung des Fördergutes in der Wirbelkammer statt, so daß die Reibungsverluste relativ gering sind. Die Verwirbelung kann extrem turbulent oder gerichtet, z.B. spiral- oder schraubenlinienförmig sein. Es tritt also eine nicht leitungsgebundene Führung des Förder­ gutes ein,die bewirkt, daß sich das Fördergut länger in der Wirbel­ kammer befindet, als bei gerader Rohrführung. Durch diese Maßnahme werden Stauungen des Fördergutes in der Vorrichtung vermieden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in An­ spruch 2 beschrieben. Die Wirbelkammer kann aus einem zylindrischen oberen Teil und einem trichterförmigen unteren Teil bestehen, wobei der Förderstrom tangential in den zylindrischen Teil eingeleitet wird. Durch die auf den Förderstrom einwirkende Flieh- und Schwerkraft bildet sich eine Drallströmung aus, durch die der Förderweg des För­ dergutes verlängert wird, so daß der Metalldetektor in unmittelbarer Nähe der Wirbelkammer angeordnet werden kann.

Gemäß Anspruch 3 dient der Trichter als Sammler des Fördergutes, so daß eine kontinuierliche Weiterförderung durch den Förderstutzen er­ folgen kann. Erkanntes, durch Metallteilchen verunreinigtes Fördergut kann dagegen gemäß Anspruch 4 die Vorrichtung in freiem Fall verlassen. Es ist jedoch auch ohne weiteres denkbar, an den Auswerfstutzen über einen Ausfallbehälter eine Saugvorrichtung anzuschließen, die den Aus­ scheidevorgang beschleunigt und verhindert, daß beispielsweise bei Saug­ förderung Luft in die Förderleitung eintreten kann, die den Fördervor­ gang stört. Ferner ist es möglich, den Auswerfstutzen und den Ausfall­ behälter als Bypass zur Förderleitung auszubilden, so daß sich eine zusätzliche Saugvorrichtung erübrigt (Ansprüche 12,13).

Gemäß Anspruch 5 ergeben sich günstige Einbaubedingungen für die Aus­ sortiereinrichtung, da Auswerfstutzen und Förderstutzen unmittelbar benachbart aneinanderstoßen.

Mit Hilfe des Winkelschiebers als Aussortiereinrichtung (Anspruch 6) wird die Funktionssicherheit der Vorrichtung verbessert, da der Schieber quer zum Förderstrom eingebaut ist und somit verhindert wird, daß sich Fördergut oder Metallteilchen in der Aussortiereinrichtung festsetzen. Durch die Weiterbildungen der Erfindung nach Anspruch 7 und 8 werden beide Stutzen der Vorrichtung durch je einen Schieber gesteuert, jedoch nur durch einen gemeinsamen Antriebsmechanismus betätigt.

Durch die Weiterbildungen nach Anspruch 9 und 10 wird der Ausscheide­ vorgang verbessert. Ferner kann die relativ große Öffnung des Auswerf­ stutzens gleichzeitig zum Inspizieren oder Reinigen der Förderleitung dienen.

Im Gegensatz zu Anspruch 2 kann bei einer Ausbildung der Wirbelkammer nach Anspruch 10 die Förderleitung ohne Versatz in einer Ebene verlegt werden.

Für den Fall, daß wider Erwarten ein Metallteilchen durch die Aussortier­ einrichtung nicht ausgeschieden wird, sondern in den Förderstutzen ge­ langt, öffnet gemäß Anspruch 11 der zweite Metalldetektor das Falsch­ luftventil, so daß in dem Teil der Förderleitung die Förderung zusammen­ bricht. Das Metallteilchen kann in diesem Fall beispielsweise vom Aus­ werfstutzen her mit einem Rohrmolch bzw. Rohrbesen entfernt werden.

Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen mehrere Ausführungen der Erfin­ dung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführung der Vorrichtung mit einem zyklonartigen Aufbau der Wirbelkammer,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Wirbelkammer mit offenem Deckel,

Fig. 3 einen Winkelschieber,

Fig. 4 einen weiteren Winkelschieber,

Fig. 5 eine weitere Ausführung der Vorrichtung mit horizontaler Einführung des Förder­ gutes in die Wirbelkammer,

Fig. 6 eine dritte Ausführung der Vorrichtung mit vertikaler Einführung des Förder­ gutes in die Wirbelkammer.

Die in den Figuren der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum Ausscheiden von in pulverförmigem, körnigem oder stückigem Fördergut wie Mehl, Zucker, Tabletten oder Granulat enthaltenen metallischen Verunreinigungen wie Späne, Schrauben, Muttern und dgl..

Die Vorrichtung besteht aus einer generell mit 7 bezeichneten Wirbel­ kammer mit einem oberen zylindrischen Teil 8 und einem unteren trich­ terförmigen Teil 9. Der obere zylindrische Teil 8 ist durch einen Deckel 10 verschlossen, während am unteren trichterförmigen Teil 9 ein Winkelstück angeschlossen ist, welches aus dem Förderstutzen 11 und dem Auswerfstutzen 12 besteht. Dabei zweigt der Förderstutzen 11 horizontal und der Auswerfstutzen 12 vertikal ab. Beide Stutzen 11,12 schließen einen Winkel von 90° ein, wobei die Öffnungsquerschnitte in einer Ebene liegen und unmittelbar benachbart in den trichterförmigen Teil 9 einmünden. Im Einmündungswinkel der Öffnungsquerschnitte ist die als Winkelschieber 13,14 ausgebildete Aussortiereinrichtung ange­ bracht,

Der Winkelschieber 13,14 steuert mit dem einen Schenkel 15 die Öffnung des Förderstutzens 11 und mit dem anderen Schenkel 16 die Öffnung des Auswerfstutzens 12. Gemäß Fig. 3 sind die beiden Schenkel 15,16 gegen­ einander versetzt angeordnet, so daß, wenn der eine Schenkel 16 den Auswerfstutzen 12 schließt, der Förderstutzen 11 offen ist und umge­ kehrt, wenn der andere Schenkel 15 den Förderstutzen 11 schließt, der Auswerfstutzen 12 offen ist. In Fig. 4 der Zeichnung liegen die Schenkel 15,16 fluchtend zueinander, weisen aber gegeneinander versetzte Öffnungen 17,18 auf, die im Wechsel die Stutzen 11,12 öffnen.

Der Schieber 13,14 ist über das Gelenk 19 mit dem Betätigungsmechanis­ mus 20 verbunden. Dabei kann es sich um einen Hydraulik- bzw. Pneu­ maticzylinder oder um einen Elektromagneten (Hubmagneten) handeln, dessen Stellglied an dem Winkelschieber angreift. Der Betätigungsmecha­ nismus 20 wird durch die Steuereinheit 21 betätigt, die ein Hydraulik-, Pneumatic- oder Magnetventil oder ein Schalter sein kann. Die Steuer­ einheit 21 weist einen elektrischen Eingang auf, der mit der Auswerte­ einheit 22 des Metalldetektors 23 verbunden ist. Der Metalldetektor 23 ist ein induktiv wirkendes Gerät, das eine Öffnung aufweist, die von einem elektromagnetischen Wechselfeld durchsetzt ist. Der Metallde­ tektor 23 ist mit dieser Öffnung auf den nichtmetallischen Einleitungs­ stutzen 24 der Förderleitung aufgesteckt, so daß der Querschnitt dieses Stutzens 24 ebenfalls von dem elektromagnetischen Wechselfeld durchsetzt wird.

Befindet sich im Fördergut ein Metallteilchen, gibt der Metalldetektor 23 über seinen Ausgang ein Signal an die Auswerteeinheit, die das Ausgangs­ signal des Metalldetektors in ein Schaltsignal umformt, mit dem die Steuereinheit 21 betätigt wird, die den Betätigungsmechanismus 20 ein­ schaltet. Der Winkelschieber 13,14 wird dabei aus seiner Ausgangslage, in der er mit dem Schenkel 16 den Auswerfstutzen 12 verschließt und mit der Öffnung 17 den Förderstutzen freigibt, in die zweite Endlage gebracht, in der der Schenkel 15 den Förderstutzen 11 schließt und den Auswerf­ stutzen 12 öffnet. Der Förderstrom wird also für eine gewisse Zeit unterbrochen, in der das in der Wirbelkammer 7 befindliche Fördergut mit den Metallteilchen durch den Auswerfstutzen 12 ausgeschieden wird.

Durch die entsprechende Leitung bzw. Führung des Fördergutes in der Wirbelkammer 7 tritt ein Verzögerungseffekt ein, der im Ergebnis einer Verringerung der Fördergeschwindigkeit oder der Reaktionszeit entspricht. Der Metalldetektor 23 kann nämlich näher an der Aussortiereinrichtung (Winkelschieber) angeordnet werden, als bei gerader Förderleitungs­ strecke. Wie aus den Figuren der Zeichnung hervorgeht, befindet sich der Metalldetektor 23 unmittelbar an der Wirbelkammer 7. Wirbelkammer 7, Stutzen 24 und Metalldetektor 23 können eine bauliche Einheit bilden. Der Einleitungsstutzen 24 befindet sich am oberen Rand des zylindrischen Teil 8 der Wirbelkammer 7. Zwischen dem Stutzen 24 und dem Stutzen 11 kann sich eine freie Drallströmung bzw. Turbulenzströmung aufbauen.

An dem Förderstutzen 11 ist die Förderleitung 25 angeschlossen, auf der ein weiterer, dem Metalldetektor 23 entsprechender, Metalldetektor 26 aufgesteckt ist, der über die Auswerteeinheit 27 und der Steuerein­ heit 28 ein im Abstand vom Metalldetektor 26 in die Förderleitung 25 eingebautes Falschluftventil 29 betätigt. Sollte wider Erwarten ein Metallteilchen durch den Förderstutzen 11 in die Förderleitung 25 ge­ langen, so erzeugt dieses Metallteilchen in dem Metalldetektor 26 ein Signal, mit dem das Falschluftventil 29 geöffnet wird. Die Förderung wird auf den Abschnitt zwischen dem Förderstutzen 11 und dem Falsch­ luftventil 29 unterbrochen. Der Leitungsabschnitt kann in diesem Fall beispielsweise durch den Auswerfstutzen 12 entleert werden. Außerdem kann noch eine nicht dargestellte Wartungsklappe in der Förderleitung 25 eingebaut werden. Für diese speziellen Wartungsaufgaben ist der Quer­ schnitt des Auswerfstutzens 12 abweichend vom Querschnitt des Förder­ stutzens 11 größer, beispielsweise rechteckig ausgebildet, wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist. Entsprechend ist die Öffnung 18 im Winkel­ schieber 14 ebenfalls rechteckig.

In dem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 wird eine Drallströmung durch tangentiale Anordnung des Einleitungsstutzens 24 erreicht. Es bildet sich ein schraubenlinienförmiger Wirbel im Förder­ gut mit einem weitgehend fördergutfreien Kern im Innern der Wirbel­ kammer 7.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 5 sind Prall- bzw. Leitflächen 33,34 vorgesehen, an denen eine Umlenkung oder Verwirbe­ lung des Fördergutes erfolgt. Bei dieser Ausführung kann der Einlei­ tungsstutzen 24 radial (mittig) angeordnet sein.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird das Fördergut durch den Einleitungsstutzen 24 vertikal nach oben gegen den als Prallfläche dienenden Deckel 10 geschleudert, wodurch eine starke Turbulenz erzeugt wird. Durch geeignete Leitflächen 35 (Kegel) kann eine großflächige Verteilung des Fördergutes in der Wirbelkammer 7 erreicht werden.

In der Regel wird der Förderstrom unterbrochen, wenn der Förderstutzen durch den Schieber 13,14 geschlossen ist, wenn also gerade der Aus­ scheidevorgang erfolgt. Das bedeutet, daß sich zwar die Wirbelkammer entleert, das Fördergut in der Förderleitung vor der Wirbelkammer jedoch liegenbleibt. Nach Beendigung des Ausscheidevorgangs muß also in der Förderleitung vor der Wirbelkammer das Vakuum neu aufgebaut werden, bevor die Förderung wieder einsetzen kann. Das kann zum Verstopfen der Leitung führen. Um die Förderung kontinuierlich aufrecht zu erhalten, kann an den Auswerfstutzen 12 ein Saugstutzen 36 angeschlossen werden, mit dem über eine entsprechende Saugvorrichtung das Vakuum in der Förder­ leitung vor der Vorrichtung aufrechterhalten wird, wodurch auch während des Ausscheidevorgangs die Förderung bis in die Wirbelkammer 7 aufrecht­ erhalten wird. Gemäß den Fig. 1 und 5 kann der Saugstutzen 36 direkt an die Förderleitung 25 angeschlossen werden. Um zu verhindern, daß Material aus dem Auswerfstutzen 12 in die Förderleitung 25 zurückgelangt, ist vor dem Saugstutzen 36 ein Sieb 37 angebracht.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Aussortieren von Metallteilchen aus einem Fördergut­ strom, z.B. einem Mahlgut- oder Granulatstrom, mit einem in die Förder­ leitung eingebauten und den Fördergutstrom nach Metallteilchen berüh­ rungslos abtastenden Metalldetektor, einer in Förderrichtung hinter dem Metalldetektor angeordneten Aussortiereinrichtung, die zwischen zwei Endlagen umschaltbar ist und in der einen Endlage einen Förderstutzen und in der anderen Endlage einen Auswerfstutzen der Vorrichtung öffnet, und mit einem von dem Metalldetektor angesteuerten Betätigungsmechanis­ mus zur Steuerung der Aussortierteinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen des Metalldetektors derart, daß, wenn der Metalldetektor ein Metallteilchen erkennt, der Fördergutstrom vorübergehend durch den Aus­ werfstutzen gelenkt wird und der Fördergutstrom anschließend wieder in den Förderstutzen geleitet wird, wenn das Metallteilchen ausgeschieden ist, wobei in dem Fördergutstrom zwischen dem Metalldetektor und der Aussortiereinrichtung eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, mit der der aus dem Produkt der Fördergeschwindigkeit und der Reaktionszeit von Metalldetektor und Aussortiereinrichtung gebildete Vorhalteabstand des Metalldetektors unterschritten werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung aus einer Wirbelkammer (7) besteht, in der durch eine tangentiale, horizontale, vertikale oder gegen eine der genannten Achsen geneigte Einleitung des Förderstromes eine den Förder­ weg bzw. die Förderzeit des Fördergutes verlängernde Drall- oder Turbu­ lenzströmung erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbel­ kammer (7) einenzyklonartigen Aufbau aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drall- oder Turbulenzströmung des Fördergutes in einem trichterförmigen Teil (9) der Wirbelkammer (7) aufgefangen und in den quer, vorzugsweise unter einem Winkel von 90° zur Längsachse der Wirbelkammer (7), ange­ ordneten Förderstutzen (11) geleitet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfstutzen (12) am Ende des trichterförmigen Teiles (9) in Rich­ tung der Längsachse der Wirbelkammer (7) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfstutzen (12) und der Förderstutzen (11) in einem rechten Winkel in den trichterförmigen Teil (9) einmünden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussortiereinrichtung als Winkelschieber (13, 14) ausgebildet und im Einmündungsbereich von Auswerfstutzen (12) und Förderstutzen (11) einge­ baut ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel (15) des Winkelschiebers (13, 14) der Öffnung des Auswerf­ stutzens (12) und der andere Schenkel (16) der Öffnung des Förder­ stutzens (11) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (15, 16) eine Durchlaßöffnung (17, 18) aufweist, die beide gegeneinander versetzt angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfstutzen (12) einen größeren Querschnitt aufweist als der Förderstutzen (11).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drall- oder Turbulenzströmung durch in die Wirbelkammer (7) eingebaute Prall- oder Leitflächen (33,34,35) erzeugt wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördergutstrom in Förderrichtung hinter der Wirbelkammer (7) durch einen in die Förderleitung eingebauten Metalldetektor (26) nach Metallteilchen abgetastet wird, der bei Erkennen eines nicht ordnungs­ gemäß durch den Auswerfstutzen (12) ausgeschiedenen Metallteilchens ein in Förderrichtung hinter dem Metalldetektor (26) in die Förderleitung (25) eingebautes Falschluftventil (29) betätigt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Auswerfstutzen (12) ein Saugstutzen (36) für eine Saugein­ richtung angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Saug­ stutzen (36) an die Förderleitung (25) angeschlossen ist.