DE3810715A1 - Vorrichtung zum trennen metallischer schrott-teile - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Trennen metallischer Schrott-Teile, wobei der Vorrich­ tung eingangsseitig ein Gemenge von Schrott-Teilen unterschiedlicher Größe und Zusammensetzung zugeführt wird und ausgangsseitig Schrott-Teile jeweils gleichen Materials in jeweils gesonderte Austragseinrichtungen bzw. Behälter eingeführt werden.

Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Rück­ gewinnung von Nichteisen-Metallen von Automobil- und Haushaltsschrotten eingesetzt. Bei der Aufbereitung dieser Schrotte sind in der Regel vier Hauptschritte vorgesehen, nämlich die Vorkonzentration des Schrotts, die anschließende Trennung von Metall- und Nichtme­ tallbestandteilen, die folgende Trennung des Leichtme­ talls vom Schwermetall und schließlich die Trennung von Blei- oder Zinkbestandteilen von kupferhaltigem Schrott.

Dieser letztgenannte Trennvorgang kann z.B. in einer Trennschmelzanlage gemäß dem deutschen Patent 28 55 239 vorgenommen werden.

Aufgrund der Übereinstimmung in den relevanten physi­ kalischen Eigenschaften enthält der bei diesen her­ kömmlichen Trennvorgängen erhaltene kupferhaltige Schrott auch nichtrostende, nichtmagnetische Stähle, wie z.B. V2A. Bei der hüttenmäßigen Verwertung dieses kupferhaltigen Gemenges sind nichtrostende Stähle, insbesondere aufgrund von deren Chrom-, Nickel- und Eisengehalt störend und erfordern einen erheblich höheren Aufbereitungsaufwand in der Kupferhütte. In anbetracht des zunehmenden Anteils von V2A-Schrotten von früher rund 5% auf heute ca. 25% ist zur Erzielung einer wirtschaftlichen Verhüttung deren Abtrennung aus den Kupferschrotten vor der Verhüttung erforderlich. Dabei wird der entscheidende Vorteil erzielt, daß auch der abgetrennte nichtrostende Stahl zur Wiederverwen­ dung zur Verfügung steht und nicht bei der Kupferver­ hüttung als Abfall unter Aufwendung unnützer Energie verlorgengeht.

Derzeit wird eine Vorrichtung der in Betracht stehen­ den Art manuell betrieben, d.h. die von einer Zuführ­ einrichtung zugeführten Schrott-Teile werden von einer oder mehreren Bedienungspersonen manuell nach visuel­ len Kriterien aussortiert und gesammelt bzw. weiterge­ leitet.

Die Forderung nach einwandfrei getrennten Produkten setzt eine konstant gute Arbeitsleistung des Personals voraus. Diese wird jedoch stark durch den bei solchen Arbeiten hohen menschlichen Ermüdungsfaktor beein­ trächtigt, so daß entweder die Trennung nicht mit hin­ reichender Genauigkeit realisiert werden kann oder aber die Bedienungspersonen außerordentlich stark in Anspruch genommen werden. Außerdem bringt der demnach erforderliche Personalaufwand natürlich auch eine er­ hebliche Kostenbelastung mit sich, was zur Folge hat, daß gerade in Industrieländern, wo derartige Schrotte und damit das Trennungsproblem anfallen, aufgrund des hohen Lohnkostenniveaus eine wirtschaftliche Trennung kaum realisierbar ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei vollautomatischer Arbeitsweise mit hohem Durchsatz eine zuverlässige Trennung von Schrott-Teilen unterschiedlichen Materials mit einem guten Differenzierungsvermögen erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß die Vorrichtung zwei zueinander parallele, vertikale, drehangetriebene Scheiben umfaßt, welche mit Magneten wechselnder Polarität besetzt sind, wobei eine Zuführeinrichtung die zu trennenden Gemengeteile in den oberen Mittelbereich zwischen den Scheiben ein­ treten läßt, und in unterschiedlicher horizontaler Entfernung von der Austrittsöffnung der Zuführeinrich­ tung unterhalb der Scheiben Eintrittsöffnungen der Austragseinrichtung bzw. -behälter vorgesehen sind.

Durch die Magneten auf den rotierenden Scheiben werden in den in den Zwischenraum zwischen den Scheiben ein­ tretenden metallischen Schrott-Teilen Wirbelströme induziert, welche ihrererseits wieder von einem Mag­ netfeld umgeben sind, welches mit dem Magnetfeld der rotierenden Scheiben in Wechselwirkung tritt.

Die Größe der induzierten Wirbelströme hängt ab von der Leitfähigkeit des Metalls der Schrott-Teile, wobei z.B. die Leitfähigkeit von nichtrostenden und demnach nichtmagnetischen Stählen, welche ein austenitisches oder austenitisch/ferritisches Gefüge aufweisen, ge­ ring ist, während die Leitfähigkeit in Kupferteilen bekanntermaßen gut ist. Hierdurch fallen Teile aus nichtrostendem Stahl ohne wesentliche Beeinflussung durch das Magnetfeld der rotierenden Scheiben durch in eine zugeordnete Austrittsöffnung, während Kupferteile aufgrund der auftretenden magnetischen Wechselwirkung radial weiter außen herunterfallen und damit in einer gesonderten Eintrittsöffnung aufgefangen werden können.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß oberhalb der Ein­ trittsöffnung ein Scheidekeil angeordnet ist, welcher für eine eindeutige Zuordnung von herangeführten Tei­ len zu einer der Eintrittsöffnungen sorgt, je nachdem ob ein Teil vor oder hinter dem Scheitel des Scheide­ keils auftrifft.

Eine ganz besonders wirksame Differenzierung auch bei Gemengeteilen unterschiedlicher Größe wird dadurch erreicht, daß in den Bereich oberhalb der Eintritts­ öffnung eine Druckluftleitung mündet. Die auf die aus dem Zwischenraum zwischen den Scheiben austretenden Schrott-Teile einwirkende Luftströmung hält insbeson­ dere größere Teile aus rostfreiem Stahl, welche eine gewisse Tendenz haben, in die Eintrittsöffnung für die Kupferteile zu gelangen, zurück, so daß auch diese Teile zuverlässig in die für die Stahlteile vorgese­ hene Eintrittsöffnung gelangen. Dabei überlagern sich die Effekte, daß größere Teile eine größere Angriffs­ fläche für den Luftstrom bieten, mit einer Art Mag­ nus-Effekt. Durch diesen bekannten Effekt wird einem rotierenden, z.B. zylinderförmigen Körper je nach Ro­ tationsrichtung relativ zu dem auftreffenden Luftstrom eine nach oben oder unten gerichtete Kraftkomponente verliehen. Dementsprechend wirkt der Luftstrahl auf die aufgrund der magnetischen Wechselwirkung in Rota­ tion versetzten Kupferteile stärker ein als auf die nicht oder weniger rotierenden Stahlteile.

Eine detaillierte theoretische Untersuchung steht noch aus, die praktische Erprobung zeigt aber eine ganz überraschend verbesserte Trennwirkung aufgrund des Luftstrahls.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Austrittsort und der Austrittswinkel der Druckluftleitung verstellbar sind. Dementsprechend ist es möglich, eine Anpassung an die spezifischen zu trennenden Teile vorzunehmen.

Die Scheiben sind günstigerweise auf einer drehange­ triebenen Welle in Umfangsrichtung gegeneinander ver­ stellbar. Hierdurch können die Scheiben magnetisch in geeigneter Weise gegeneinander ausgerichtet werden.

Weiterhin können die Scheiben auf der drehangetriebe­ nen Welle in ihrem axialen Abstand relativ zueinander verstellbar angeordnet sein. Dabei kann gewählt wer­ den, ob bei großem Durchsatz, d.h. bei großem Schei­ benabstand eine aufgrund des dementsprechend reduzier­ ten Magnetfeldes verminderte Differenzierung oder aber bei geringerem Durchsatz eine sehr hohe Auflösung bevor­ zugt wird.

Ein besonders wirksames Magnetfeld innerhalb der Scheiben wird dadurch erreicht, daß auf den Scheiben flächige Permanentmagnete derart befestigt sind, daß Permanentmagnete gleicher magnetischer Orientierung jeweils innerhalb von Kreissektoren angeordnet sind und die Polarität von in Umfangsrichtung aufeinander­ folgenden Kreissektoren abwechselt.

Da kommerziell verfügbare Permanentmagneten mit hohen magnetischen Feldstärken, wie z.B. Kobalt-Samarium oder Neodym nicht in beliebigen Größen bzw. Formen er­ hältlich sind, werden rechteckige derartige Magnet­ platten so angeordnet, daß sie einen Kreissektor mög­ lichst gut ausfüllen. Dabei können z.B. auch zwei Mag­ netplatten übereinander angeordnet werden.

Um die Magnetplatten auch bei hohen Rotationsgeschwin­ digkeiten zuverlässig festzulegen, ist vorgesehen, daß die Permanentmagnete in einer Ausnehmung des Scheiben­ grundkörpers eingeklebt werden und dann die Ausnehmung mit Kunstharz vergossen wird.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, daß die Scheiben lediglich längs eines radialen Außenbereiches mit Mag­ neten bestückt sind und das Zentrum der Scheiben frei von Magneten ist. Hierdurch wird eine zu hohe Konzen­ tration von Magneten unterschiedlicher Polarität im Scheibeninneren vermieden.

Parallel zur freien Innenseite jeder sich drehenden Scheibe kann eine feststehende Schutzplatte angeordnet sein. Hierdurch wird verhindert, daß die Innenseiten der Scheiben durch auftreffende Schrott-Teile beschä­ digt werden. Gegebenenfalls können die Schutzplatten bei starkem Verschleiß ausgewechselt werden, während die kostenaufwendigen Magnet-Scheiben unbeschädigt bleiben. Hierdurch wird auch verhindert, daß allen­ falls in den zugeführten Schrott-Teilen noch vorhan­ dene ferromagnetische Bestandteile sich nicht an den Innenwänden der Scheiben festsetzen können.

Die Scheiben werden günstigerweise mit veränderlicher Drehzahl über einen Elektromotor angetrieben. Dement­ sprechend kann die Drehzahl auch den spezifischen An­ forderungen der jeweiligen Separationsaufgabe angepaßt werden.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung.

Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende, detailliertere Sei­ tenansicht der Scheiben und deren Antriebsvor­ richtung,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht aus einem um 90° gedrehten Blickwinkel,

Fig. 4 einen teilweisen Schnitt durch eine der Schei­ ben ohne eingesetzte Magnete,

Fig. 5 einen Teilschnitt der Scheiben mit eingesetzten Magneten und

Fig. 6 eine Veranschaulichung der Magnetbestückung der Scheiben.

Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Zuführeinrichtung 1 in Form eines Förderbands od.dgl., deren Austragsöffnung 2 zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten, vertikalen Scheiben 3 im oberen Mittelbereich derselben mündet. Die Scheiben 3 sind über einen Elektromotor 4 und einen Keilriemen 5 sowie eine Welle 6, auf der sie drehfest angeordnet sind, in Richtung des Pfeiles 7 drehangetrieben.

Unterhalb der Austrittsöffnung 2 sind Eintrittsöffnun­ gen 8, 9 von Austragsbehältern 10, 11 angeordnet, wobei die Eintrittsöffnung 8 des Austragsbehälters 10 sich in einer größeren Entfernung von der Mündungsöffnung 2 der Zuführeinrichtung 1 befindet als die Eintrittsöff­ nung 9 des Austragsbehälters 11, welcher sich im we­ sentlichen unterhalb der Mündungsöffnung 2 befindet.

Wie in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist, wird über ein Rohr 12 Druckluft zugeführt, so daß der Druckluftstrahl - wie durch den Pfeil 13 veranschau­ licht - auf die Gemengeteile 15 trifft, welche sich zwischen den Scheiben 3 befinden.

Das Preßluftrohr 12 ist über eine Verstelleinrichtung 16 - wie durch den Pfeil 17 angedeutet - schwenkbar gelagert, so daß die Mündungsöffnung 18 in horizon­ taler und vertikaler Richtung relativ zu den herab­ fallenden Gemengeteilen 15 verstellbar ist.

In Fig. 2 und 3 ist dargestellt, daß die beiden Schei­ ben 3 und die sie tragende Welle 6 an einem die Welle lagernden Tragegestell 19 angeordnet sind.

Dabei weist die Welle 6 eine Nabe 20 auf, auf welcher eine der Scheiben 3, in Fig. 2 beispielsweise die linke Scheibe festmontiert ist, während die in Fig. 2 rechte Scheibe axial und in Umfangsrichtung verstell­ bar ist, so daß der Abstand d zwischen den Scheiben 3 verändert werden kann.

Der Aufbau der Scheiben 3 im einzelnen ergibt sich insbesondere aus den Fig. 4 und 5. Daraus ist zu erse­ hen, daß z.B. die feststehende Scheibe 3 aus einer Bodenplatte 21 besteht, welche radial außen durch einen umlaufenden, vorstehenden Rand 22 und radial innen durch ein Nabenteil 23 begrenzt wird, welche zwischen sich eine Ausnehmung 24 einschließen.

In der Ausnehmung 24 sind, wie in Fig. 5 dargestellt, Permanentmagnete 25 in zwei Lagen übereinander derart befestigt, daß zunächst die untere Permanentmagnet­ platte 25 an der Grundplatte 21 angeklebt und darauf dann die obere Magnetplatte 25 geklebt wird. Die Mag­ netplatten 25 und die diese festlegenden Klebschichten 26 werden mit Kunstharz 27 vergossen, so daß die Aus­ nehmung 24 vollständig ausgefüllt ist.

Zum Schutz der Magneten bzw. der Kunstharzschicht kön­ nen in Fig. 2 nur angedeutete, feststehende Schutz­ platten 28 vorgesehen sein.

In Fig. 6 ist die Verteilung der Magnete 25 auf einer Scheibe 3 dargestellt.

Die Scheibe 3 ist in Sektoren 29 unterteilt, welche sich unter Freilassung des Mittelbereiches über einen radialen Außenbereich erstrecken. Im Ausführungsbei­ spiel erstrecken sich die Sektoren 29 über einen Win­ kelbereich von 20°. Die Magnetplatten 25 sind dabei so befestigt, daß die in Umlaufrichtung aufeinanderfol­ genden Sektoren abwechselnde Polarität aufweisen.

In Fig. 6 ist das dort am weitesten unten liegende Segment darunter nochmals vergrößert dargestellt, um zu veranschaulichen, wie die einzelnen Magnetplatten 25 unterschiedlicher Größe in diesem Segment verteilt werden um es annähernd flächendeckend auszustatten.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet so, daß über die Zuführeinrichtung Schrott-Teile herbeige­ führt werden, aus welchen vorher mit bereits bekannten Trennverfahren nichtmetallische und ferromagnetische Bestandteile sowie vorzugsweise über eine Trenn­ schmelzanlage auch die Nichteisenmetalle mit Ausnahme von Kupfer bzw. Messing einerseits und rostfreiem Stahl andererseits abgetrennt wurden.

Wenngleich im Nachfolgenden das Beispiel der Trennung von Kupfer und rostfreiem Stahl beschrieben wird, ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung natürlich hierüber hinaus vielseitig einsetzbar, z.B. auch zur Trennung von Aluminiumteilen und Steinen sowie von Nichteisen­ teilen und Müllbestandteilen. Wesentlich ist immer nur, daß die ferromagnetischen Bestandteile vorher ausgesondert worden sind.

Die Gemengeteile 15 gelangen über die Mündungsöffnung 2 in den Bereich zwischen den Scheiben 3. Aufgrund der geringen Leitfähigkeit der Teile aus nichtrostendem Stahl fallen diese Gemengeteile 15 a relativ unbeein­ flußt von dem Magnetfeld der rotierenden Scheiben 3 in die Eintrittsöffnung 9 des Austragsbehälters 11, an dessen Boden ein Austragsförderband 30 angeordnet sein kann.

In den Kupfer- bzw. Messinggemengeteilen 15 b wird auf­ grund des sich ändernden Magnetfeldes der rotierenden Scheiben 3 ein Wirbelstrom induziert, dessen Magnet­ feld sich mit dem Magnetfeld der Scheiben überlagert, so daß auf diese Gemengeteile 15 b eine elektromotori­ sche Kraft wirkt und diese Teile dementsprechend in Förderrichtung gesehen weiter vorne ausgetragen wer­ den. Ein Scheidekeil 31 sorgt dafür, daß diese Teile in die Eintrittsöffnung 8 eines Austragsbehälters 10 gelangen, an dessen Boden ein Austragsförderband 32 verläuft.

Der aus dem Rohr austretende Preßluftstrom stellt sicher, daß insbesondere größere Gemengeteile 15 a aus rostfreiem Stahl nicht in die Eintrittsöffnung 8 ge­ langen.

Auf diese Weise wird eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung realisiert, welche mit hohem Durchsatz zuverlässig eine Trennung der kritischen Gemengeteile ermöglicht.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Trennen metallischer Schrott-Teile, wobei der Vorrichtung eingangsseitig ein Gemenge von Schrott-Teilen unterschiedlicher Größe und Zusammen­ setzung zugeführt wird und ausgangsseitig Schrott-Tei­ le jeweils gleichen Materials in jeweils gesonderte Austrags-Einrichtungen bzw. -Behälter eingeführt wer­ den, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei zueinander parallele, vertikale, drehangetriebene Scheiben (3) umfaßt, welche mit Magneten (25) wechselnder Polarität besetzt sind, wobei eine Zuführeinrichtung (1) die zu trennenden Gemengeteile (15) in den oberen Mittelbe­ reich zwischen den Scheiben (3) eintreten läßt, und in unterschiedlicher horizontaler Entfernung von der Aus­ trittsöffnung (2) der Zuführeinrichtung (1) unterhalb der Scheiben (3) Eintrittsöffnungen (8, 9) der Aus­ tragseinrichtung bzw. -behälter (10, 11 bzw. 30, 32) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß oberhalb der Eintrittsöffnungen (8, 9) ein Scheidekeil (31) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Bereich oberhalb der Eintrittsöffnung (8, 9) eine Druckluftleitung (Rohr 12) mündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Austrittsort und der -winkel der Druck­ luftleitung (Rohr 12) verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheiben (3) auf einer drehangetriebenen Welle (6) in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheiben (3) auf einer drehangetriebenen Welle (6) in ihrem axialen Abstand relativ zueinander verstellbar angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf den Scheiben (3) flächige Permanentmag­ nete (25) derart befestigt sind, daß Permanentmagnete (25) gleicher magnetischer Orientierung jeweils inner­ halb von Kreissektoren (29) angeordnet sind und die Polarität von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Kreissektoren (29) abwechselt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Permanentmagnete (25) in einer Ausnehmung (24) des Scheibengrundkörpers (Platte 21) angeklebt und die Ausnehmung (24) mit Kunstharz (27) vergossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheiben (3) lediglich längs eines radialen Außenbereiches mit Magneten (25) bestückt sind und das Zentrum der Scheiben (3) frei von Mag­ neten (25) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß parallel zur freien Innenseite jeder sich drehenden Scheibe eine feststehende Schutzplatte (28) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Scheiben (3) mit veränderlicher Drehzahl über einen Elektromotor (4) drehangetrieben sind.