DE3611926A1 - Verfahren zur trockenen sortierung miteinander vermischter produkte sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Sortierung miteinander vermischter Produkte, die auf einer breiten Transportebene flach verteilt und voneinander getrennt werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur trockenen Sortierung miteinander vermischter Produkte und damit zur Durchführung des Verfahrens mit einem gegenüber dem Zuführband eine wesentlich vergrößerte Breite aufweisenden Förderband und einer entsprechend der Anzahl der zu trennenden Produkte geteilten Übergabe.

Bei der Trennung miteinander vermischter Produkte wie Erz und Berge, Kohle und Berge, landwirtschaftliche Erzeugnisse und Erde sind an einem sogenannten Leseband früher die einzelnen Komponenten von Hand voneinander sortiert worden. Dabei können ausschließlich die optischen Unterschiede ausgenutzt werden, um die unterschiedlichen Produkte, insbesondere im Wert unterschiedlichen Produkte wirksam voneinander zu trennen. Wegen der mit dieser Sortierung bzw. Trennung verbundenen Fehler und wegen des unwirtschaftlichen Handbetriebes sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, mit deren Hilfe eine mechanische Trennung der verschiedenen miteinander vermischten Produkte möglich ist. Hierbei wird die unterschiedlichen Wichte der einzelnen Produkte ausgenutzt, die beide in eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser gegeben werden, wobei ein Produkt aufschwimmt und das andere absinkt. Auf diese Weise können auch große Mengen kontinuierlich sortiert werden. Dort, wo die Wichte-Unterschiede nicht ausreichend groß sind bzw. wo beide Produkte sich im Wasser nicht trennen lassen, wird die Wichte des Wassers künstlich durch Zugabe von Schwerstoffen erhöht, so daß das Aufschwimmen eines der beiden Produkte möglich wird. Dies wird insbesondere bei der Trennung von Erz und Nebengestein sowie Kohle und Bergen verwirklicht. Nachteilig dabei ist, daß die Einstellung der Schwersuspensionsflüssigkeit aufwendig und teuer ist, daß die genaue Einhaltung des spezifischen Gewichtes entsprechende Meß- und Regelaggregate erfordert, daß es schwierig ist, den an den Produkten anhaftenden Schwerstoff später zurückzugewinnen und daß für das gesamte Verfahren erhebliche Mengen Wasser erforderlich sind, wobei schließlich das Kontaktieren mit dem Wasser den nachfolgenden Verfahrensablauf, insbesondere die Klassierung behindert. Häufig ist es sogar erforderlich, die Produkte anschließend zu trocknen, was einen erheblichen Energiebedarf erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch arbeitende, wirtschaftliche Trockensortierung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Produkte klassiert werden, daß dann die grobe Komponente flach ausgebreitet und in Einzelkörper aufgeteilt weitertransportiert und dabei mit je Einzelkörper ein erstes proportionales elektrisches Signal ergebenden Strahlen beaufschlagt und durch Lichtschranken, ein zweites elektrisches Signal ergebend, geleitet wird und daß die Signale dann miteinander und mit Normsignalen verglichen und zur Steuerung des Verbindungsgliedes eines Drucklufterzeugers und auf die Einzelkörper gerichteter Düsen eingesetzt werden.

Das Verfahren macht sich dabei die Erkenntnis zu Nutze, daß die Strahlenabsorbtion für die Güte der Produkte bzw. deren unterschiedliche Zusammensetzung bezeichnend ist. Damit können durch die Strahlung elektrische Signale erzeugt werden, die für die beiden Produkte oder die mehreren Produkte unterschiedlich sind und die es ermöglichen, diese Produkte anschließend durch Beaufschlagung mit Druckluft in die Bahn zu bringen, die für das jeweilige Produkt vorgesehen ist. Um dabei Fehler auszuschalten, die durch die unterschiedliche Größe der Einzelkörper auftreten können, wird ein zweites elektrisches Signal erzeugt und zwar durch eine geeignete optische Messung bzw. eine Lichtstrahleinrichtung, so daß durch Vergleich mit Normsignalen immer sichergestellt werden kann, welche der Einzelkörper welchem Produkt zuzuordnen sind, unabhängig von ihrer jeweiligen Größe. Die beiden Signale, die miteinander und mit den Normsignalen verglichen werden, geben dann eine Steuerbasis, über die es möglich ist, die Einzelkörper wirksam voneinander durch Druckluft zu trennen, wodurch die angestrebte Trockensortierung gegeben ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung wird die Bestrahlung senkrecht und die optische Messung parallel zur Förderebene während der Förderung vorgenommen. Damit ist ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren geschaffen, was gerade bei großen Fördermengen von erheblichem Vorteil ist. Durch die entsprechende Trennung der beiden Überprüfungsverfahrensteile in unterschiedliche Ebenen ist sichergestellt, daß eine gegenseitige Beeinflussung nicht eintreten kann. Dabei wird die Bestrahlung vorteilhaft durch das eigentliche Förderband nicht behindert, so daß ein Einsatz senkrecht zum Förderband ohne weiteres möglich ist, während die optische Methode bzw. optische Messung in der Ebene bzw. parallel zur Förderebene vorgenommen wird, so daß die unterschiedliche Korngröße der Einzelkörper wirksam durch diese zweite Meßebene erfaßt wird.

In vorteilhafter Weise wird das Verschieben der durch die Druckluft beaufschlagten Einzelkörper dadurch erleichtert daß die Druckluft gegen und unter den jeweiligen Einzelkörper geblasen wird. Dadurch, daß die Druckluft unter den jeweiligen Einzelkörper gerichtet wird, wird das Verschieben der Einzelkörper vorteilhaft erleichtert und zwar auch dann, wenn sich auf der Oberfläche des Förderbandes Schmutzpartikel festgesetzt haben. Die Wirksamkeit des gesamten Verfahrens ist so zusätzlich sichergestellt.

Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung mit einem gegenüber dem Zuführband eine wesentlich vergrößerte Breite aufweisenden Förderband und einer entsprechend der Anzahl der zu trennenden Produkte geteilten Übergabe, wobei zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen ist, daß unterhalb des Förderbandes eine oder mehrere Strahlungsquellen und oberhalb Strahlungsempfänger und in Förderrichtung dahinter ein parallel zum Förderband Lichtstrahlen abgebender Lichtsender und Lichtempfänger sowie wiederum in Förderrichtung dahinter eine Düsengruppe, die über steuerbar ausgebildete Ventile mit einem Drucklufterzeuger verbunden sind, angeordnet sind, wobei Strahlungseinrichtung und Lichtstrahleinrichtung mit einer Vergleichseinheit und diese mit der Steuerung der Ventile der Düsengruppe verbunden ist. Mit der unterhalb und oberhalb des Förderbandes angeordneten Strahlungsquelle und -empfänger sowie der in der Ebene des Förderbandes angeordneten Lichtsender und Lichtempfänger werden die beiden Kennsignale ermittelt, die dann zur Regelung bzw. Steuerung der Ventile der Düsengruppe benutzt werden, so daß eine trockene Sortierung von verschiedenen Produkten sicher möglich ist. Die einzelnen Signale aus der Strahlungseinrichtung und der Lichtstrahleinrichtung werden der Vergleichseinheit zugeführt, die nach entsprechender Überprüfung der Signale die Steuerung der Ventile der Düsengruppe veranlaßt.

Unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes wird eine zeitlich versetzte Ansprache der Düsengruppen dadurch sichergestellt, daß zwischen Vergleichseinheit und Steuerung der Düsengruppe eine Verzögerungseinheit geschaltet ist, die über einen dem Förderband zugeordneten, die Fördergeschwindigkeit überwachenden Meßfühler steuerbar ist. Diese Ausbildung hat dabei den Vorteil, daß bei Änderungen der Fördergeschwindigkeit aufgrund Überladung oder sonstiger Gegebenheiten automatisch die Verzögerungseinheit wirksam wird, um die Düsengruppen erst zum genau richtigen Moment anzusteuern, um dann die unterschiedlichen Produkte durch entsprechendes Verschieben voneinander zu trennen.

Die Überprüfung der Korngröße der einzelnen Produkte wird auf einfache und zweckmäßige Weise dadurch ermöglicht, daß mehrere Lichtsender und -empfänger übereinander angeordnet je einem aufrechtstehenden Stativ zugeordnet sind. Eine solche Ausbildung ermöglicht die Verwendung im Aufbau einfacher Lichtsender und Empfänger, so daß eine robuste und damit den Gegebenheiten insbesondere in der Erz- oder Kohleaufbereitung angepaßte Vorrichtung gegeben ist.

Je nach Korngröße des zu verschiebenden bzw. abzutrennenden Einzelkörpers ist es zweckmäßig, mit einer oder mehreren Düsen Druckluft aufzugeben. Um dabei sowohl der Höhe wie der Länge der Einzelkörper wirksam Rechnung tragen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Düsengruppe einem weiteren Stativ zugeordnet ist und daran sowohl in der Höhe wie der Breite versetzt zueinander angeordnete Düsen auf­ weist. Je nach Vorgabe der optischen Messung, wozu diese ein drittes Signal aussendend ausgebildet werden kann, werden auf diese Art und Weise unterschiedliche oder ggf. auch alle Düsen geschaltet, so daß der jeweilig zu verschiebende Einzelkörper auch wirklich in den vorgesehenen Kanal bzw. Abschnitt abgedrängt werden kann. Da das Förderband während dieses Vorganges sich weiterbewegt, ist eine präzise Ansprache der Düsen unbedingt notwendig. Außerdem wird die genaue Ansprache dadurch erleichtert, daß gemäß einer Weiterbildung zumindest eine Düse der Düsengruppe schräg nach unten auf das Förderband gerichtet angeordnet ist. Hierdurch wird unterhalb des jeweils zu verschiebenden Einzelkörpers ein Luftpolster gebildet, das dessen Fortbewegung wesentlich erleichtert.

Eine weitere Erleichterung des Verschiebevorganges wird nach einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch erreicht, daß der Düse oder der gesamten Düsengruppe ein Pulsator oder Unterbrecher vorgeschaltet ist, oder daß das Ventil entsprechend schaltbar ausgebildet ist. Durch diesen pulsierenden Luftstrom werden die Haftkräfte noch leichter überwunden, so daß der jeweilige Einzelkörper schnell und wirksam in die vorgesehene Richtung verschoben wird, um an der richtigen Stelle vom Förderband an die Ubergabe weitergegeben zu werden.

Der Luftfilm oder das Luftpolster unter dem zu verschiebenden Einzelkörper ergibt sich insbesondere dann zweckmäßig, wenn die unterste Düse als Flächendüse und die übrigen Düsen der Düsengruppe als Strahldüse mit gerichtetem und gebündeltem Strahl ausgebildet sind. Über die Flächendüse wird der Verschiebefilm unter dem Einzelkörper erzeugt, während die punktförmig wirkenden Strahldüsen den Einzelkörper gezielt angreifen und in die vorgesehene Richtung auf dem Förderband verschieben.

Wichtig für die Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung ist, daß die Einzelkörper jeweils hintereinander an der Überwachungs- und Schaltvorrichtung vorbeigeführt werden. Dies erreicht man, indem der Strahlungsquelle und -empfänger ein auf die Produkte einwirkender Vereinzeler vorgeschaltet ist. Dieser Vereinzeler führt von dem schmaleren Zuführband die Einzelkörper auseinander, teilt sie praktisch einzelnen zu und übergibt sie dem Förderband, wobei Förderband und Zuführband praktisch die gleiche Geschwindigkeit aufweisen können.

In vorteilhafter Weise ist es möglich, auf die Vorklassierung völlig zu verzichten, wenn nämlich der unterste Lichtsender und -empfänger in einer der gewünschten Trennkorngröße entsprechenden Höhe angeordnet ist. Zwar wird dann das Verschieben der Einzelkörper in dem auf dem Förderband mitgeführten Feinkorn erschwert, doch ist dies bei entsprechender Ausbildung der Düsen bzw. Bemessung der Druckluft ohne weiteres möglich. Allerdings muß der Trennvorgang bzw. Klassiervorgang dann später nachgeholt werden.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine wirksame und ohne großen Aufwand mögliche Trockensortierung geschaffen ist, so daß die einzelnen Produkte ohne bereits bei der Sortierung mit Wasser in Berührung gekommen zu sein anschließend vorteilhaft klassiert werden können, ohne daß dabei der Klassiervorgang durch die Feuchtigkeit behindert wird. Darüber hinaus ist eine Vorrichtung vorgegeben, die sowohl bei der Trennung beispielsweise von Rüben und Erde wie auch von Erz und Nebengestein sowie Kohle und Bergen wirksam eingesetzt werden kann. Sie zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus, was gerade für das vorgesehene Einsatzgebiet von besonderer Wichtigkeit ist, weil dort gerade sich auch die Trockensortierung als solche besonders vorteilhaft bemerkbar macht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Sortiervorrichtung

Fig. 2 eine Seitenansicht der Sortiervorrichtung und

Fig. 3 eine Düsenanordnung gemäß Fig. 2 in Vorkopfansicht.

Die Produkte werden über das Zuführband (1) einem Vereinzeler (2) zugeführt, der die Verbindung zwischen Zuführband (1) und Förderband (3) darstellt. Wie die Draufsicht nach Fig. 1 verdeutlicht, weist das Förderband (3) eine wesentlich größere Breite auf, als das Zuführband (1).

Durch den Vereinzeler (2) werden die Einzelstücke der einzelnen Produkte in verschiedene Abschnitte oder eine Art Kanäle geleitet und in dieser Form auf das Förderband (3) übergeben. Vom Förderband (3) werden dann die Einzelstücke je nach Zuordnung der Übergabe (4) oder der Übergabe (5) übergeben, so daß beispielsweise zwei oder drei unterschiedliche Produkte nach Durchlauf der Sortiervorrichtung getrennten Übergaben (4, 5) übergeben und so aufgeteilt werden.

Zur Sortierung und zwar zur trockenen Sortierung der einzelnen Produkte sind hintereinander eine Strahlungseinrichtung (6) mit Strahlungsquelle (7) und Strahlungsempfänger (8) sowie eine Lichtstrahleinrichtung (9) vorgesehen. Wie die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, wirkt die Strahlungseinrichtung (6) senkrecht zur Förderebene des Förderbandes (3), während die Lichtstrahleinrichtung (9) parallel dazu wirksam ist.

Über die Strahlungseinrichtung (6) wird zunächst die Eigenschaft der einzelnen Einzelkörper überprüft, wobei die unterschiedliche Absorption der Strahlung durch die Einzelkörper zur Identifikation ausgenutzt wird. Die Strahlungsquelle (7) ist unterhalb des Förderbandes (3) und der oder die Strahlungsempfänger (8) oberhalb des Förderbandes (3) angeordnet. Über die Breite des Förderbandes (3) sind in der Regel mehrere derartige Strahlungseinrichtungen (6, 6′ ) angeordnet, um jeweils jeden der durch den Vereinzeler (2) gebildeten Produktstränge überwachen zu können.

Gleiches gilt auch für die Lichtstrahleinrichtung (9). Hier sind jeweils einem Stativ (10) mehrere Lichtsender (11, 11′, 11′′, 11′′′) bzw. Lichtempfänger (12) zugeordnet. Je für einen der Produktstränge ist eine solche Kombination aus Lichtsender (11) und Lichtempfänger (12) bzw. Lichtsender (13) und Lichtempfänger (14) vorgesehen. Auf diese einfache Art und Weise kann die Größe jedes Einzelkörpers genau überwacht und zur Erzeugung eines elektrischen Signals ausgenutzt werden, das dann zusammen mit dem elektrischen Signal der Strahlungseinrichtung (6) zur Regelung bzw. Steuerung der in Förderrichtung nachgeordneten Düsengruppen (17) Verwendung findet.

Diese Düsengruppe oder Düsengruppen (17) sind in einem zweiten Stativ (16) untergebracht. Die einzelnen Düsen (18, 19, 20) der Düsengruppe (17) sind dabei an dem Stativ (16) versetzt zueinander angebracht, um zunächst einmal sicherzustellen, daß unabhängig von der Form und Größe eines zu beaufschlagenden Einzelkörpers diese auch wirklich wie in Fig. 1 angedeutet, in die jeweils benachbarte Bahn geschoben wird. Die jeweils untere Düse (20) bildet dabei wie in Fig. 3 angedeutet ein Luftpolster, über das der jeweilige Einzelkörper sicher in die vorgesehene Richtung und in den benachbarten Kanal geschoben werden kann, wo er der jeweils zugeordneten Übergabe (4) bzw. (5) übergeben wird, die in einen entsprechenden Bunker führt.

Wie bereits erwähnt dient die Strahlungseinrichtung (6) und die Lichtstrahleinrichtung (9) zur Erzeugung verschiedener Signale zur Identifikation der jeweiligen Einzelkörper. Erkennt nun die der Strahlungseinrichtung (6) und der Lichtstrahleinrichtung (9) nachgeordnete Vergleichseinheit (22) durch Vergleich und Bewertung der Signale, daß es sich bei dem Einzelkörper um einen edleren, hier z.B. dichteren und schwereren Einzelkörper handelt, so wird über die Vergleichseinheit (22) das Ventil (23) gesteuert, das dann eine Verbindung zwischen Drucklufterzeuger (21) und Düsengruppe (17) oder auch gezielt den einzelnen Düsen (18, 19, 20) erbringt. Zwischen Vergleichseinheit (22) und Ventil (23) ist noch eine Verzögerungseinheit (24) angeordnet, die ein Ansprechen des Ventils (23) in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des Förderbandes (3) sicherstellt. Hierzu ist die Verzögerungseinheit (24) mit einem Meßfühler (25) ausgerüstet, der die Bewegung des Förderbandes (3) überwacht und die Verzögerungseinheit (24) entsprechend einstellt. Die einzelnen Düsen (18, 19, 20) sind wie bereits erwähnt, in unterschiedlicher Höhe am Stativ (16) befestigt. Während die Düsen (18, 19) vorzugsweise als Strahldüsen ausgebildet sind und damit auf das jeweilige Einzelstück punktuell einwirken, ist die Düse (20), d.h. die unterste Düse schräg auf das Förderband (3) gerichtet und als Flächendüse ausgebildet, um so unterhalb des jeweils zu verschiebenden Einzelkörpers ein Luftpolster zu bilden. Fig. 3 verdeutlicht sehr schön, daß durch die in der Höhe versetzt angeordneten Düsen (18, 19, 20) ein sicheres Verschieben des Einzelstückes gewährleistet ist.

Claims (12)

1. Verfahren zur trockenen Sortierung miteinander vermischter Produkte, die auf einer breiten Transportebene flach verteilt und voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Produkte klassiert werden, daß dann die grobe Komponente flach ausgebreitet und in Einzelkörper aufgeteilt weitertransportiert und dabei mit je Einzelkörper ein erstes proportionales elektrisches Signal ergebenden Strahlen beaufschlagt und durch Lichtschranken, ein zweites elektrisches Signal ergebend, geleitet wird und daß die Signale dann miteinander und mit Normsignalen verglichen und zur Steuerung des Verbindungsgliedes eines Drucklufterzeugers und auf die Einzelkörper gerichteter Düsen eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bestrahlung senkrecht und die optische Messung parallel zur Förderebene während der Förderung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft gegen und unter den jeweiligen Einzelkörper geblasen wird.

4. Vorrichtung zur trockenen Sortierung miteinander vermischter Produkte und damit zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, mit einem gegenüber dem Zuführband eine wesentlich vergrößerte Breite aufweisenden Förderband und einer entsprechend der Anzahl der zu trennenden Produkte geteilten Übergabe, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Förderbandes (3) eine oder mehrere Strahlungsquellen (7) und oberhalb Strahlungsempfänger (8) und in Förderrichtung dahinter ein parallel zum Förderband Lichtstrahlen abgebender Lichtsender (11, 13) und Lichtempfänger (12, 14) sowie wiederum in Förderrichtung dahinter eine Düsengruppe (17), die über steuerbar ausgebildete Ventile (23) mit einem Drucklufterzeuger (21) verbunden sind, angeordnet sind, wobei Strahlungseinrichtung (6) und Lichtstrahleinrichtung (9) mit einer Vergleichseinheit (22) und diese mit der Steuerung der Ventile (23) der Düsengruppe (17) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vergleichseinheit (22) und Steuerung der Düsengruppe (17) eine Verzögerungseinheit (24) geschaltet ist, die über einen dem Förderband (3) zugeordneten, die Fördergeschwindigkeit überwachenden Meßfühler (25) steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtsender (11, 13) und -empfänger (12, 14) übereinander angeordnet je einem aufrechtstehenden Stativ (10) zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsengruppe (17) einem weitere Stativ (16) zugeordnet und daran sowohl in der Höhe wie der Breite Düsen (18, 19, 20) versetzt zueinander angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Düse (20) der Düsengruppe (17) schräg nach unten auf das Förderband (3) gerichtet angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Düse (20) oder der gesamten Düsengruppe (17) ein Pulsator oder Unterbrecher vorgeschaltet ist oder daß das Ventil (23) entsprechend schaltbar ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (20) als Flächendüse und die übrigen Düsen (18, 19) der Düsengruppe (17) als Strahldüse mit gerichtetem und gebündeltem Strahl ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsquelle (7) und -empfänger (8) ein auf die Produkte einwirkender Vereinzeler (2) vorgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Lichtsender (11, 13) und -empfänger (12, 14) in einer der gewünschten Trennkorngröße entsprechenden Höhe angeordnet ist.