DE3827024C2 - Device for detecting and separating contaminants from a stream of plastic or glass material - Google Patents
Device for detecting and separating contaminants from a stream of plastic or glass materialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen und Trennen von Verunreinigungen aus einem Kunststoff- oder Glasmaterialstrom nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for recognition and separating contaminants from a plastic or glass material flow according to the preamble of Main claim.
Unter Berücksichtigung des zunehmenden Rohstoff- und Energiebewußtseins und des Umweltbewußtseins ist man bestrebt, Kunststoffe oder Glas wieder zu verwenden. Dabei sind im allgemeinen das gebrauchte Glas oder die Kunststoffe von Ver unreinigungen beispielsweise metallischer Natur durchsetzt, die vor einer Wiederverwendung ent fernt werden müssen. Eine Aussonderungsein richtung einer Glas-Sortieranlage ist aus der DE-OS 36 18 173 bekannt, die eine zwischen eine das Glasgemenge zuführende Zuführeinrichtung und eine wegführende Abführeinrichtung eingefügte Rutsche aufweist, an deren Ende eine nach unten wegschwenkbare Klappe angeordnet ist. Diese Klappe wird von einer quer zur Transportrichtung des Glasgemenges, d.h. quer zur Rutsche angeordnete Licht-Sende- und -Empfangsvorrichtung gesteuert. Die Licht-Empfangsvorrichtung besteht aus einer Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Lichtwandlern. Die Klappe schwenkt abhängig vom Ausgangssignal der Lichtwandler über die gesamte Breite der Rutsche um, wodurch der gesamte auf der Klappe liegende Materialstrom abgeführt wird. Das bedeutet, daß beachtliche Glasbestandteile ausgeschieden werden, die noch weiterverwendet werden könnten. Zu diesem Zwecke müßte eine weitere Aussonderung vorgenommen werden, ansonsten fällt eine große Menge von Abfall an, was nicht er wünscht ist.Taking into account the increasing raw material and energy awareness and environmental awareness one strives to get plastics or glass again to use. They are generally used glass or the plastics from Ver impurities, for example of a metallic nature enforced, which ent before reuse must be removed. A separation direction of a glass sorting system is from the DE-OS 36 18 173 known, the one between one the glass batch feeding device and a leading discharge device inserted Has slide, at the end of a down swiveling flap is arranged. That mouth is from a transverse to the transport direction of the glass batch, i.e. light transmission arranged transversely to the slide and receiving device controlled. The light receiving device consists of a plurality of side by side arranged light converters. The flap swings depending on the output signal of the light converter across the entire width of the slide, making the entire material flow lying on the flap is removed becomes. That means considerable glass components are eliminated, which are still used could become. For this purpose one would have to further separation will be made, otherwise there is a large amount of waste, which he does not wishes.
In der DE 36 12 076 ist eine weitere Vorrichtung und Anlage zum optischen Sichten von unreinem Glasbruch beschrieben, bei der der Glasbruch über eine Rutsche geführt wird und eine optische Detektoranordnung verwendet wird, die Licht in mehreren diskreten Kanälen empfängt und der Glasbruch nach der ermittelten Transparenz sortiert wird.DE 36 12 076 is a further device and System for the optical inspection of impure glass breakage described in which the glass breakage via a slide is performed and an optical detector arrangement used will, the light in multiple discrete channels receives and the glass break after the determined Transparency is sorted.
Der DE 35 13 664 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aussondern von Nichteisenmetallen aus festen Abfallstoffen zu entnehmen. Dabei werden Detektorspulen verwendet, die eine pneumatische Aussonderung aktivieren.DE 35 13 664 is a method and an apparatus for separating non-ferrous metals from solid To remove waste materials. In doing so, detector coils used a pneumatic separation activate.
Neben diesen ist eine Vorrichtung zum Unterscheiden oder Klassieren von Farbteilchen in der DE 29 50 950 beschrieben. Hierbei überwacht eine photoelektrische Ermittlungseinrichtung eine zugeführte Menge von Farbteilchen auf einer Rüttelaufgabeeinrichtung hinsichtlich der Farbgebung der Farbteilchen und aktiviert eine Luftdüse.In addition to these is a device for distinguishing or classifying color particles in DE 29 50 950 described. Here, a photoelectric monitors Detection device a supplied amount of color particles on a vibratory feeder regarding the coloring of the color particles and activated an air nozzle.
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Vorrichtung zum Trennen von Verunreinigungen aus einem stückigen Kunststoff- oder Materialstrom dahingehend weiter zu entwickeln, daß die Verunreinigungen gezielter entfernt werden können, wodurch die auftretende Abfallmenge verringert bzw. eine Nachsortierung verhindert wird.This is where the present invention comes in The task is based on a device for separation of impurities from a piece of plastic or to further develop material flow that the impurities are removed in a more targeted manner can, thereby reducing the amount of waste occurring or re-sorting is prevented.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of the main claim related solved with the features of the generic term.
Durch Vorsehen einer Mehrzahl von Blasdüsen, die quer zum Materialstrom angeordnet und den jeweils ebenfalls quer zum Materialstrom angeordneten Sensoren zugeordnet sind und über Ventile von den Ausgangssignalen der Sensoren selektiv ange steuert werden, können gezielt Verunreinigungen, die sich an bestimmter Stelle hinsichtlich der Breite des Materialstroms befinden, ent fernt werden, indem nur die Blasdüse ange steuert wird, die dem Sensor zugeordnet ist, der die Verunreinigung festgestellt hat. Dadurch wird der Anteil des wiederzuverwertenden aber ausgeschiedenen Materialstroms minimiert.By providing a plurality of blow nozzles that run across arranged to the material flow and also each sensors arranged transversely to the material flow are assigned and via valves from the Output signals from the sensors selectively can be controlled, targeted impurities, which at some point regarding the width of the material flow, ent be removed by only the blow nozzle is controlled, which is assigned to the sensor, who found the contamination. This will make up the proportion of the recyclable but minimized material flow.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.By the specified in the subclaims Measures are advantageous further training and improvements possible.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Zeit zwischen Erkennen der Verunreinigung durch die Sensoren und Ausblasen der Verunreinigung aus dem Materialstrom durch die Blasdüsen und die Blaszeit, nämlich die Einschaltzeit der Ventile, einstellbar sind, so daß die Vorrichtung an die unterschiedlichen Bedingungen und an unter schiedliche Materialströme angepaßt werden kann.It is particularly advantageous that the time between Detection of contamination by the sensors and blowing the contaminant out of the Material flow through the blow nozzles and the Blowing time, namely the switch-on time of the valves, are adjustable so that the device to the different conditions and on under different material flows can be adapted can.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in of the drawing and is shown in the following description explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of the device according to the invention,
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Sensoren und der Steuereinheit, und Fig. 2 is a block diagram of the sensors and the control unit, and
Fig. 3 die Zuordnung der Ventile zu den jeweiligen Sensoren. Fig. 3 shows the assignment of the valves to the respective sensors.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden metallische Verunreinigungen aus einem Kunststoff- oder Glasmaterialstrom entfernt. Gemäß Fig. 1 wird der zu untersuchende Materialstrom 1 gleichmäßig auf einer Zuführeinrichtung 2, bei spielsweise einem Transportband ausgebreitet und über dessen gesamte Breite verteilt. Der Materialstrom besteht aus stückigen Teilen, die gut rieselfähig sind. Bei Glas sollte die Scherbengröße möglichst gleichmäßig sein. An die Zuführeinrichtung 2 schließt sich eine Rutsche 3 an, auf der der Materialstrom 1 auf grund der Fallbeschleunigung in die Länge ge zogen wird. Ein Teil der Rutsche 3 besteht aus Glas 4 oder keramischem Material, wobei, wie in Fig. 1 gezeigt, die Glasplatte 4 auch getrennt von der Rutsche 3 angeordnet sein kann.In the present embodiment, metallic contaminants are removed from a stream of plastic or glass material. Referring to FIG. 1, the evenly distributed flow of material to be tested 1 on a feeder 2, spread in play as a conveyor belt and over its entire width. The material flow consists of lumpy parts that are easy to pour. With glass, the body size should be as uniform as possible. At the feeder 2 is followed by a slide 3 , on which the material stream 1 is drawn due to the acceleration of gravity in the length. Part of the slide 3 is made of glass 4 or ceramic material, and, as shown in FIG. 1, the glass plate 4 can also be arranged separately from the slide 3 .
Im Bereich der Glasplatte 4 ist eine Sensoran ordnung 5 vorgesehen, die aus mehreren Sensoren besteht, wobei die Sensoren sich über die gesamte Breite des Materialstroms 1 erstrecken. Die Ausgangs signale der Sensoranordnung werden an eine Steuer einheit 6 weitergeleitet, die abhängig vom Signal zustand die Magnetventile 7 ansteuert. Die Ventile 7 sind mit einem Luftspeicher und -verteiler 8 verbunden und betätigen Blasdüsen 9, die quer zum Materialstrom 1 in dessen Fallinie angeordnet sind. Meldet eines der Ausgangssignale der Sensoren der Sensoranordnung 5 an die Steuereinheit 6 eine Verunreinigung 10, so steuert sie das dem Sensor zugeordnete Ventil 7 an, das die zugeordnete Blasdüse 9 betätigt, wobei die Steuereinheit 6 selbstverständlich die Fallzeit der Verunreinigung 10 von der Erfassungs stelle zur Blasstelle berücksichtigt. Die Ver unreinigung 10 wird, wie in der Fig. 1 gezeigt, aus dem Materialstrom 1 ausgeblasen und fällt über einen Abweiser 11 in einen Behälter 12 für die Verunreinigungen, während der übrige Materialstrom, frei von Verunreinigungen von einer Auffangvorrichtung 13 aufgefangen und/oder weitergeleitet wird. Die Ausblasstelle wird von einer Schutzhaube 14 abgedeckt.In the area of the glass plate 4 , a sensor arrangement 5 is provided, which consists of several sensors, the sensors extending over the entire width of the material flow 1 . The output signals of the sensor arrangement are forwarded to a control unit 6 , which controls the solenoid valves 7 depending on the signal state. The valves 7 are connected to an air accumulator and distributor 8 and actuate blow nozzles 9 which are arranged transversely to the material flow 1 in its fall line. If one of the output signals from the sensors of the sensor arrangement 5 reports a contamination 10 to the control unit 6 , it controls the valve 7 assigned to the sensor, which actuates the assigned blowing nozzle 9 , the control unit 6, of course, setting the fall time of the contamination 10 from the detection point Blow point considered. The Ver impurity 10, as shown in FIG. 1, blown out of the stream of material 1 and is incident on a deflector 11 in a container 12 for impurities, while the rest of the material flow, free collected contaminants from a collection device 13 and / or redirected becomes. The blow-out point is covered by a protective hood 14 .
Im dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem metallische Verunreinigungen erkannt werden sollen, besteht die Sensoranordnung 5 aus einer Metalldetektoranordnung, wobei für eine gezielte Erkennung des Ortes der metallischen Verunreini gung viele kleine Metalldetektoren benötigt werden. Um eine gegenseitige Beeinflussung aus zuschließen, muß das Gesamtsystem "einfrequent" sein. Deshalb wird mit einer sich über die gesamte Breite des Materialstroms 1 erstreckenden Senderschleife ein hochfrequentes magnetisches Feld erzeugt, das die in einem bestimmten Abstand von der Senderschleife entfernten Empfänger ver sorgt.In the illustrated embodiment, in which metallic contaminations are to be detected, the sensor arrangement 5 consists of a metal detector arrangement, with many small metal detectors being required for a targeted detection of the location of the metallic contamination. To rule out mutual interference, the entire system must be "single-frequency". Therefore, with a transmitter loop that extends over the entire width of the material flow 1 , a high-frequency magnetic field is generated, which ensures that the receivers are removed at a certain distance from the transmitter loop.
In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der elektrischen Anordnung mit Metalldetektor und Steuereinheit 6 dargestellt. Ein Oszillator 20 mit Leistungs endstufe versorgt die Senderschleife 21 mit einer kontinuierlichen sinusförmigen Wechselspannung, deren Frequenz im Bereich von 1 kHz bis ca. 1 MHz liegen kann. Der Senderschleife 21 liegt ein Abgleichkondensator 22 parallel, die zusammen einen Schwingkreis bilden. Der Empfänger, d.h. der eigentliche Metalldetektor, besteht aus mehreren voneinander unabhängigen Spulen, wobei in der Zeichnung eine der Spulen 23 dargestellt ist. Die Spule 23 ist aus zwei gegeneinander geschalteten Wicklungen 24, 25 aufgebaut, die mit einem Differenzverstärker 26 verbunden sind. Dem Differenzverstärker 26 ist ein Gleichrichter 27, ein Tiefpaßfilter 28, ein Verstärker 29 und ein Komparator 30 nachgeschaltet. Das von der Senderschleife 21 erzeugte elektromagnetische Feld induziert in den Wicklungen 24, 25 der Spule 23 gleich große, aber durch die Verschaltung der Spulenwicklungen gegensinnige Wechselspannungen, so daß die Differenz im Normalzustand, d.h. ohne metallische Verunreinigung, gleich oder annähernd gleich Null ist. Das Differenzsignal wird im Differenzverstärker 26 verstärkt, im Gleichrichter 27 gleichgerichtet und gefiltert. Die Amplitude des Signals, das im Verstärker 29 noch verstärkt wird und ein Maß für die Größe des Metallteiles darstellt, wird mit einem Referenzwert verglichen, wobei dieser Vergleich in dem Komparator 30 durchgeführt wird, der, sobald die Amplitude des Signals den vorgegebenen Referenzwert überschreitet, ein digitales Schalt signal erzeugt. Das digitale Schaltsignal wird an eine Ansteuereinheit 31 gegeben, die Bestandteil der Steuereinheit 6 ist und die Magnetventile 7 ansteuert. FIG. 2 shows a block diagram of the electrical arrangement with metal detector and control unit 6 . An oscillator 20 with a power output stage supplies the transmitter loop 21 with a continuous sinusoidal AC voltage, the frequency of which can be in the range from 1 kHz to approximately 1 MHz. The transmitter loop 21 is a trimming capacitor 22 in parallel, which together form a resonant circuit. The receiver, ie the actual metal detector, consists of several independent coils, one of the coils 23 being shown in the drawing. The coil 23 is constructed from two windings 24 , 25 connected to one another, which are connected to a differential amplifier 26 . The differential amplifier 26 is followed by a rectifier 27 , a low-pass filter 28 , an amplifier 29 and a comparator 30 . The electromagnetic field generated by the transmitter loop 21 induces equally large alternating voltages in the windings 24 , 25 of the coil 23 , but by connecting the coil windings in opposite directions, so that the difference in the normal state, ie without metallic contamination, is equal to or approximately zero. The difference signal is amplified in the differential amplifier 26 , rectified and filtered in the rectifier 27 . The amplitude of the signal, which is amplified in the amplifier 29 and is a measure of the size of the metal part, is compared with a reference value, this comparison being carried out in the comparator 30 , which, as soon as the amplitude of the signal exceeds the predetermined reference value, generates a digital switching signal. The digital switching signal is sent to a control unit 31 , which is part of the control unit 6 and controls the solenoid valves 7 .
Über ein nicht dargestelltes Bedienteil lassen sich verschiedene Parameter einstellen, beispielsweise die Empfindlichkeit, die durch Änderung der Höhe der Referenzspannung 32, d.h. durch die Schalt schwelle des Komparators 30 gegeben ist. Ein anderer Parameter, der durch den Pfeil 33 dargestellt ist, ist die Zeit zwischen Erkennen eines Metallteils und seinem Ausblasen, und der Pfeil 34 gibt die Möglichkeit der Einstellung der Einschaltzeit der Blasventile 7 wieder.Various parameters can be set via an operating unit (not shown), for example the sensitivity, which is given by changing the level of the reference voltage 32 , ie by the switching threshold of the comparator 30 . Another parameter, which is represented by arrow 33 , is the time between recognition of a metal part and its blowing out, and arrow 34 represents the possibility of setting the switch-on time of the blow valves 7 .
Die Steuereinheit 6 weist vorzugsweise einen Mikroprozessor auf, der die Signale der einzelnen Spulen 23 in einer definierten Taktfrequenz abfragt und einliest. Nach der voreingestellten Verzögerungszeit werden die entsprechenden Magnetventile 7 ebenfalls für die bestimmte voreingestellte Blaszeit ange steuert. Das Programm überwacht ferner die Häufigkeit des Einschaltens eines Magnetventils, um Störungen zu erkennen, die beispielsweise bei einem dauernden Einschalten eines Ventils gegeben sind. Die Ansteuerung der Ventile 7 durch den Mikroprozessor berücksichtigt die geometrischen Entfernungen zwischen Spule 23 und Ausblasdüsen 9, die durch die Verzögerungs zeit kompensiert wird. Die Ansteuerung der Ventile 7 erfolgt um ihre Reaktionszeit früher.The control unit 6 preferably has a microprocessor which interrogates and reads in the signals of the individual coils 23 at a defined clock frequency. After the preset delay time, the corresponding solenoid valves 7 are also controlled for the certain preset blowing time. The program also monitors the frequency with which a solenoid valve is switched on, in order to identify faults which are present, for example, when a valve is switched on continuously. The control of the valves 7 by the microprocessor takes into account the geometrical distances between the coil 23 and blow-out nozzles 9 , which is compensated for by the delay time. The valves 7 are activated earlier by their reaction time.
Um eine möglichst geringe Ausschußmenge bei jedem Blasimpuls, der durch ein Metallteil im Materialstrom 1 verursacht wird, zu erreichen, sind die Spulen 23 und die Ventile 7 in einer speziellen Art zugeordnet. Diese Zuordnung ist in Fig. 3 gezeigt. Jeder Spule 23 sind in der Fallinie, die durch den Pfeil 35 gekennzeichnet ist, zwei Ventile 7 zugeordnet, die wie folgt angesteuert werden: The coils 23 and the valves 7 are assigned in a special way in order to achieve the smallest possible reject quantity with each blowing pulse, which is caused by a metal part in the material flow 1 . This assignment is shown in Fig. 3. Each coil 23 is assigned two valves 7 in the falling line, which is identified by the arrow 35 , which are controlled as follows:
Wenn die Spule A anspricht, werden die Ventile V1, V2 aktiviert, wenn die Spulen A und B an sprechen, werden die Ventile V2 und V3 aktiviert. Spricht die Spule B an, werden die Ventile V3 und V4 angesteuert und bei Ansprechen von Spulen B und C werden die Ventile V4 und V5 aktiviert; dies setzt sich in gleicher Weise fort. Mit dieser Ansteuerung ist gewährleistet, daß immer nur eine Spulenbreite, die zwei Ventilen entspricht, ausgeblasen wird. In dem beschriebenen Ausführungs beispiel werden als Sensoren Metalldetektoren verwendet, da Metallteile aus dem Materialstrom entfernt werden sollen. Als Sensoren können aber auch optoelektronische Sensoren verwendet werden, die sowohl mineralische Verunreinigungen wie Ton oder Keramik als auch metallische Ver unreinigungen feststellen. Die Auswertung und Ansteuerung erfolgt dann in analoger Weise.When coil A responds, the valves V1, V2 activated when coils A and B on valves V2 and V3 are activated. If the coil B responds, the valves V3 and V4 controlled and when coils respond B and C valves V4 and V5 are activated; this continues in the same way. With this Control is guaranteed that only ever a coil width that corresponds to two valves, is blown out. In the execution described For example, metal detectors are used as sensors used because metal parts from the material flow should be removed. As sensors can but also optoelectronic sensors are used that are both mineral contaminants such as clay or ceramic as well as metallic ver determine impurities. The evaluation and Control then takes place in an analogous manner.
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