DE4200093A1 - Vorrichtung zum abtrennen von nichtmagnetisierbaren metallen aus einem feststoffgemisch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen, aus einem Feststoffgemisch mit einem die Gemischbestandtei­ le auf Wurfparabeln auslenkenden Wechselmagnetfelderzeuger.

Ein Wechselmagnetfeld, das sich beispielsweise - wie durch die deutsche Patentschrift 38 17 003 bekanntgeworden - mit­ tels eines Induktors oder mittels eines Magnetrotors erzeu­ gen läßt, erlaubt es, die sogenannte Wirbelstromscheidung von nichtmagnetisierbaren, elektrisch gut leitfähigen Me­ tallen auszuführen. Das Aufgabegut kann dabei über die Pole eines Wechselmagnetfelderzeugers geführt werden, beispiels­ weise auf einem Fördergurt oder im freien Fall. In den elek­ trisch gut leitfähigen Bestandteilen der zu trennenden Mi­ schung werden Wirbelströme induziert, die eigene, dem Erzeu­ gerfeld entgegengerichtete Magnetfelder aufbauen und diese Bestandteile aufgrund der sich ergebenden elektromagneti­ schen Kräfte relativ zu den übrigen Bestandteilen der Mi­ schung beschleunigen. Durch Wirbelstromscheidung lassen sich nichtferromagnetische, elektrisch gut leitfähige Stof­ fe, wie Aluminium und Kupfer, aus NE-Feststoffgemischen und NE-Metall-/Nichtmetall-Feststoffgemischen, wie Autoshredder­ schutt, Elektronikschrott und dergleichen aussondern. Falls diese Mischungen ferromagnetische Teile enthalten, kann der Wirbelstromscheidung eine Magnetscheidung vorgeschaltet wer­ den, um ferromagnetische Teile vorab zu entfernen. Zweckmä­ ßig werden außerdem der Wirbelstromscheidung andere Sor­ tier- und Klassierstufen vorgeschaltet, weil sich eine mög­ lichst weitgehende Voranreicherung und Fraktionierung der aufgegebenen Feststoffmischung positiv auf den Trennerfolg und die Durchsatzleistung des Wirbelstromscheiders aus­ wirken.

Bei dem bekannten NE-Scheider ist im Inneren einer von ei­ nem Förderband umschlungenen Außentrommel ein schnell ro­ tierender, mit Permanentmagneten bestückter und in seiner Lage verstellbarer Rotor exzentrisch angeordnet. Das über das Förderband zugeführte Feststoffgemisch wird beim Errei­ chen der Material-Abwurfzone von dem vollen Fluß des Ma­ gnetfeldes durchflutet. Denn exakt in diesem Bereich ist der Magnetrotor so eingestellt worden, daß sich dann, wenn das zu trennende Gut schwerkraftbedingt gerade ins Fallen bzw. Rutschen kommt, in der Vereinigung der mechanischen Abwurfkräfte mit den spätestmöglich einwirkenden Kräften des Magnetfeldes für die NE-Metalle die größte Auslenkung der Wurfparabel und damit ein gezieltes Abtrennen von den übrigen Gemisch-Bestandteilen ergibt. Die auf einer weiten Wurfparabel ausgelenkten NE-Metalle fallen nämlich defi­ niert in einen von der Sammelstelle für die übrigen Ge­ misch-Bestandteile entfernt aufgestellten Sammelbehälter. Mittels eines mit seinem Scheitelpunkt in im wesentlichen horizontaler Richtung einstellbaren Trennscheitels wird die Trennung in wertvolle NE-Metall-Bestandteile und übrige Be­ standteile unterstützt. Die letztgenannten Bestandteile fal­ len im wesentlichen ohne Auslenkung nach unten und gelangen in Transportrichtung gesehen in einen Bereich vor dem Trenn­ scheitel.

Ein aus der DE-OS 38 10 715 bekannter Wirbelstromscheider besitzt anstelle eines mit Permanentmagneten bestückten Ro­ tors oder eines Induktors zwei zueinander parallele, verti­ kale, drehangetriebene Scheiben, welche mit Magneten wech­ selnder Polarität besetzt sind. Über eine Zuführeinrichtung tritt das zu trennende Feststoffgemisch in den oberen Mit­ telbereich zwischen die Scheiben ein. Durch die Magnete auf den rotierenden Scheiben werden in dem in den Zwischenraum zwischen den Scheiben eintretenden Feststoffgemisch Wirbel­ ströme mit hoher Felddichte induziert, die ihrerseits von einem Magnetfeld umgeben sind, welches mit dem Magnet­ feld der rotierenden Scheiben in Wechselwirkung tritt. Mit diesem Wirbelstromscheider, der auch mehrere jeweils mit Abstand voneinander angeordnete Scheiben aufweisen kann, gelingt es unter Ausnutzung der unterschiedlichen Leitfähig­ keit der Gemischbestandteile des Feststoffgemischs, zum Bei­ spiel nichtmagnetische Stähle, welche ein austenitisches oder austenitisch/ferritisches Gefüge aufweisen und deren elektrische Leitfähigkeit gering ist, von solchen Bestand­ teilen abzutrennen, deren Leitfähigkeit gut ist, wie bei­ spielsweise von Kupfer. Während somit Bestandteile aus nichtrostendem Stahl ohne wesentliche Beeinflussung durch das Magnetfeld der rotierenden Scheiben in die ihnen zuge­ ordnete Austrittsöffnung gelangen, fallen Kupferteile auf­ grund der erreichten magnetischen Wechselwirkung radial wei­ ter außen und damit gesondert von den elektrisch schlecht leitfähigen Teilen herunter. Das Aussondern der Gemisch-Be­ standteile wird durch einen zwischen die Wurfparabeln ein­ tauchenden Trennscheitel begünstigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise eine variable Betriebsweise erlaubt und es ermöglicht, in einem Durchgang die gewünschten, in dem Feststoffgemisch enthal­ tenen Fraktionen getrennt zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Trennscheitel gelöst, die jeweils zwischen benachbarte Wurfparabeln ragen. Es ist somit möglich, aus einem dem Wechselmagnetfelderzeuger auf­ gegebenen Feststoffgemisch in einem Durchgang mehrere unter­ schiedliche Bestandteile gleichzeitig abzutrennen. Der Er­ findung liegt hierbei die Überlegung zugrunde, daß bei einem vorklassierten, d. h. einem bestimmten Trennkorngrößen­ bereich zugeordneten, zum Beispiel durch Absieben gewonne­ nen Feststoffgemisch bei unterschiedlichen Materialien auf­ grund voneinander abweichender Dichten entsprechend ver­ schiedene Wurfparabeln vorliegen. Je schwerer das Material ist, desto kürzer ist die Wurfparabel. In einem Arbeitsgang lassen sich zum Beispiel Kupfer und/oder Messing von Alumi­ nium, Magnesium und Zink abtrennen, wenn - wie durch die Erfindung erreicht - verhindert wird, daß sich die voneinan­ der getrennten Wertstoffe dann in einer gemeinsamen Sammel­ stelle doch wieder vermengen. Da jedoch Trennscheitel vor­ teilhaft zwischen die Wurfparabeln von - anschließend in der Reihenfolge der sich verringernden Dichten angegeben - Kupfer und Zink bzw. Zink und Aluminium bzw. Aluminium und Magnesium ragen, und ein Trennscheitel weiterhin zwischen der kürzesten Parabel (im obigen Beispiel die von Kupfer) und den von dem Magnetfeld nicht beschleunigten, übrigen Gemisch-Bestandteilen angeordnet sein könnte, lassen sich in einem Arbeitsgang nicht nur die NE-Metalle von den übrigen Bestandteilen, sondern gleichzeitig auch unterein­ ander trennen. Die mit den bekannten NE-Magnetscheidern mögliche Trockenseparierung von NE-Metallen läßt sich auch allein zum Trennen von NE-Metallen untereinander ausnutzen.

Wenn die Trennscheitel verstellbar sind und sich horizontal und vertikal in eine neue, durch Feststellen zu sichernde Einstellage bringen lassen, können die Trennscheitel bei einer geänderten Zusammensetzung des aufgegebenen Feststoff­ gemischs auf entsprechend andere Wurfparabeln eingestellt werden.

Hierbei empfiehlt sich eine zentrale Verstellung aller Trennscheitel, die gegenüber einer zeitaufwendigeren Ein­ zelverstellung vorzuziehen ist.

Die Trennscheitel können in einem Gehäuse angeordnet sein, das einfachstenfalls lediglich aus zwei die Trennscheitel einfassenden Seitenwänden zu bestehen braucht. Sowohl die Trennscheitel als auch das Gehäuse bzw. die Seitenwände sollten aus einem elektrisch nicht leitenden Material beste­ hen, wie Holz, Keramik oder Kunststoff.

Wenn das Gehäuse vorteilhaft um eine horizontale Achse ver­ schwenkbar ist, läßt sich eine gruppenweise, zentrale Ver­ stellung aller Trennscheitel durch einfaches Verschwenken - zum Beispiel mittels eines an dem Gehäuse angreifenden Zy­ linders - des Gehäuses um die Schwenkachse erreichen.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß gerade bei Elektronik- Schrotten die Chargenzusammensetzung oft wechselt, z. B. Te­ lefonschrott oder neuwertige Produktionsabfälle. Dies macht ein häufiges Umstellen der Trennscheitel nötig. Eine manu­ elle Trennscheitelverstellung beansprucht ca. 10 bis 15 Minuten. Bei Parallelschaltung mehrerer Anlagen addieren sich diese Zeiten, was dann zu Stillstandzeiten der Gesamt­ anlage von 1 bis 2 Stunden pro Arbeitsschicht führen kann. Um diese Zeiten zu verkürzen, ist eine elektro-mechanische Verstellung mit einer Memory-Kartei von besonders großem Vorteil, d. h. bei einem Chargenwechsel läßt sich von der Zentrale bzw. vom Steuerpult aus die Gesamtanlage, z. B. auch die Drehzahl des rotierenden Magnetsystems und die einzelnen Positionen der Trennscheitel, automatisch einstel­ len. Die Umrüstzeiten bei Materialwechsel lassen sich somit erheblich verkürzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Zusammenhang mit einem aus zwei auf einer gemeinsamen Achse parallel mit Abstand voneinander angeordneten Schei­ ben bestehenden Wechselmagnetfelderzeuger näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wirbelstromscheidevorrichtung mit einem in Abwurfrichtung vorgelagerten, mehrere Trennschei­ tel aufweisenden Gehäuse, in schematischer Seiten­ ansicht; und

Fig. 2 das Multi-Trennscheitel-Gehäuse gemäß Fig. 1 ent­ lang der Linie II-II geschnitten.

Eine in Fig. 1 dargestellte Wirbelstromscheidevorrichtung 1 besteht aus zwei im Abstand voneinander angeordneten, vertikalen Scheiben 2, auf denen zur Erzeugung eines wirk­ samen Magnetfeldes innerhalb der Scheiben flächige Perma­ nentmagnete angeordnet sind. Die ein Spreizen bzw. Selek­ tieren der Wurfparabeln bewirkenden Scheiben 2 sind auf einer in Pfeilrichtung 3 drehangetriebenen Welle befestigt und über einen Tragrahmen 5 mit dem Fundament 6 verankert. Ein zu trennendes Feststoffgemisch 7 (vgl. in Fig. 1 den Pfeil) wird mittels einer von oben zwischen die Scheiben 2 eingreifenden Zuführung 8 in das zwischen den beiden Schei­ ben 2 besonders wirksame Magnetfeld aufgegeben. Wenn es sich bei dem in der Wirbelstromscheidevorrichtung 1 zu trennenden Feststoffgemisch um ein in einem vorherigen Ar­ beitsgang bereits von elektrisch schlecht leitfähigen Tei­ len befreites, ausschließlich aus NE-Metallen bestehendes Gemisch handelt, das sich beispielsweise aus Kupfer, Alumi­ nium und Magnesium von etwa gleicher Korngröße zusammen­ setzt, ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Dichten dieser Materialien unter dem Einfluß des Wechselmagnetfel­ des voneinander aöweichende Wurfparabeln W_K, W_A und W_M. Die Wurfparabel W_K des schweren Kupfers ist in der Regel kürzer als die Wurfparabel des leichten Aluminiums W_A und des von den drei genannten Bestandteilen am leichtesten Magnesium (vgl. die Wurfparabel W_M). Die Wurfweite wird aber weiter­ hin davon beeinflußt, mit welcher Geschwindigkeit und bei welcher Frequenz das Material in das magnetische Wechsel­ feld eingebracht wird.

Damit sich Kupfer, Aluminium und Magnesium nicht wieder miteinander vermengen, vielmehr in gesonderten Sammelbehäl­ tern 9, 9a, 9b gezielt und getrennt voneinander sammeln lassen, liegen den Scheiben 2 in Abwurfrichtung zwei in einem Gehäuse 11 angeordnete Trennscheitel 12 gegenüber, die mit Abstand voneinander angeordnet sind und von denen der obere Trennscheitel 12 zwischen die Wurfparabeln W_M und W_A und der untere Trennscheitel 12 zwischen die Wurfpara­ beln W_A und W_K ragt. Die aufgrund ihrer Dichteunterschiede verschieden weite Wurfparabeln beschreibenden Bestandteile des Feststoffgemisches werden somit gezielt zu den ihnen zugeordneten Sammelbehältern 9, 9a, 9b geleitet, d. h. das schwere, die kürzeste Wurfparabel W_K beschreibende Kupfer gelangt in den Sammelbehälter 9, das demgegenüber leichtere Aluminium gelangt gemäß der Wurfparabel W_A in den Sammelbe­ hälter 9a und das demgegenüber noch einmal leichtere Magne­ sium gelangt entsprechend der Wurfparabel W_M in den in Abwurfrichtung am weitesten entfernten Sammelbehälter 9b.

Das in Anpassung der in einem zugeführten Feststoffgemisch 7 enthaltenen, verschiedenen Gemischbestandteile gegebenen­ falls auch drei oder vier oder mehr Trennscheitel aufnehmen­ de Gehäuse 11 besteht aus zwei Seitenwänden 14 (vgl. Fig. 2), die die Trennscheitel 12 einfassen. Damit sich die Trennscheitel 12 an wechselnde Zusammensetzungen des auf­ gegebenen Feststoffgemisches anpassen, d. h. in ihrer Lage in bezug auf die zu erwartenden Wurfparabeln verändern lassen, sind sie horizontal und vertikal verstellbar in dem Gehäuse 11 angeordnet. Die Seitenwände 14 sind zu diesem Zweck einerseits mit Schrägschlitzen 15 und andererseits mit Horizontalschlitzen 16 versehen, in die Führungszapfen 17 der Trennscheitel 12 eingreifen. Jeweils die von den Scheiben 2 der Wirbelstromscheidevorrichtung 1 entfernten Zapfen 17 durchdringen die Außenwände 14 und greifen in Langlöcher 18 von außen an den Seitenwänden 14 schwenkbeweg­ lich angelenkten Laschen 19 ein. An den Seitenwänden 14 festgelegte Stellzylinder 21 sind über ihre Kolben mit den Laschen 19 verbunden; bei Beaufschlagung der Stellzylinder 21 verstellen sich die Trennscheitel 12 in die gewünschte Position.

Anstelle der Einzelverstellung der Trennscheitel 12 mittels der Stellzylinder 21 kann auch das gesamte Gehäuse 11 um eine horizontale Schwenkachse 22 in Richtung des Doppel­ pfeils 23 mittels eines Stellzylinders 24 verstellt (vgl. die in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnete Position des Gehäuses 11) und auf diese Weise bei festeingestellten Trennscheiteln 12 eine gemeinsame, zentrale Verstellung er­ reicht werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Me­ tallen, insbesondere NE-Metallen, aus einem Feststoff­ gemisch mit einem die Gemischbestandteile auf Wurfpara­ beln auslenkenden Wechselmagnetfelderzeuger, gekenn­ zeichnet durch mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Trennscheitel (12), die jeweils zwischen benachbarte Wurfparabeln (W_M, W_A bzw. W_A, W_K) ragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennscheitel (12) jeweils zwischen die Wurfpa­ rabeln von Kupfer und Zink bzw. Zink und Aluminium bzw. Aluminium und Magnesium ragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennscheitel (12) zwischen der kürzesten Wurf­ parabel und den nicht beschleunigten Gemischbestandtei­ len angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheitel (12, 13) verstellbar sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zentrale Verstellung aller Trennscheitel (12).

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheitel (12) in einem Gehäuse (11) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) um eine horizontale Achse (22) verschwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennscheitel (12) mit einem Memory-System elektro-mechanisch ver­ stellbar sind.