DE69724639T2

DE69724639T2 - Magnetische vorrichtung zur dekontaminierung

Info

Publication number: DE69724639T2
Application number: DE69724639T
Authority: DE
Inventors: Clifford Roy Warner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-12-02
Also published as: CA2272344A1; EP0941141A1; ATE248659T1; WO1998024551A1; US6350296B1; DE69724639D1; AU5140798A; EP0941141B1; EP0941141A4; ES2206751T3; CA2272344C

Description

Die Erfindung betrifft eine Dekontaminationsvorrichtung zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einem Gemisch. Insbesondere betrifft sie eine Dekontaminationsvorrichtung zum Entfernen von Metallpartikeln aus einem auf Seife basierenden Schmierpulver, welches bei dem Verfahren des Drahtziehens eingesetzt wird. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung ein Dekontaminationsgerät darstellt, das ebenfalls zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus Mischungen mit vielen trocknen, fein gekörnten Substanzen verwendet werden kann.
Industrie und die allgemeine Bevölkerung bemerken verstärkt, daß die Entsorgung von Industriemüllprodukten einen spezielleren Ansatz benötigt. Bloßes Wegwerfen von diesen, beispielsweise auf Mülldeponien, ist im Hinblick auf die gegenwärtigen Anstrengungen im Umweltschutz nicht länger akzeptabel. Neben Umweltgesichtspunkten ist es auch wirtschaftlich erstrebenswert, den Industrieabfall soweit wie praktikabel zu reduzieren.
Häufig sind die Basiskomponenten einer kontaminierten Substanz noch für weitere industrielle Anwendungen intakt bis darauf, daß sie kontaminiert sind. Wo Entkontaminierungsmethoden teuer und zeitaufwendig sind, wird diese Substanz einfach als Abfalls entsorgt, anstatt daß Anstrengungen unternommen werden, diese zu recyceln oder die Substanz wiederzuverwenden.
Drahtziehen ist durch einen erheblichen Verbrauch an Schmierpulver gekennzeichnet. Ungefähr 90% des gesamten Pulvers, das verwendet wird, ist für die Verwendung zu kontaminiert und wird in Mülldeponien abhängig von den Industriequellen entsorgt. Das Puder ist mit Feinmetallpartikeln kontaminiert, die schließlich die Schmiereigenschaften des Pulvers zerstören. Allgemein besitzt Schmierpulver eine Partikelgröße, die von weniger als einem Mikron bis ungefähr zwei Millimeter im Durchmesser reicht. Die Metallpartikel, die das Pulver kontaminieren, weisen entweder feine Splitter und, in einem größeren Ausmaß, fein granulierte Teilchen von ungefähr einem Mikron Durchmesser auf.
Vorläufige Untersuchungen schlagen vor, daß mindestens einige 50 Tonnen von kontaminierten seifenbasierten Schmiermittelpuder in Mülldeponien allein in Neuseeland deponiert werden. Selbstverständlich bildet international die Entsorgung von kontaminiertem Schmiermittelpulver ein ernstes Umweltproblem.
Es ist erstrebenswert, ein finanziell rentables und bequemes Verfahren zum Entfernen von Metallverunreinigungen aus Mischungen mit Substanzen wie beispielsweise Schmierpulver bereitzustellen, um die Wiederverwendung eines solchen Pulvers oder beliebiger anderer mit metallhaltigen Teilchen verunreinigter Mischungen zu gestatten.
Gittermagneten wurden in der Vergangenheit verwendet, um metallhaltige Komponenten vom Puder zu trennen. Diese Geräte besitzen einen einzelnen Magneten oder eine Reihe von Magneten, wobei Material durch das Gitter in einem einzelnen Durchlaufvorgang geführt wird. Metallpartikel, die nicht von dem Gitter angezogen wurden, entkommen dem Vorgang.
Eine Anzahl von Dekontaminierungsgeräten sind in der Vergangenheit patentiert worden. Beispielsweise US-Patent Nr. 4,370,228, das ein Gerät mit einem Ölspeichertank zur Speicherung von Schneidöl aufweist. Magnetische Partikel, die in dem Schneidöl enthalten sind, werden durch ein magnetisches Fördergerät entfernt, das in das Öl eingetaucht wird, und angezogene Teilchen werden von dem Fördergerät kontinuierlich in einer Trockenzone entfernt. Das in dem US-Patent Nr. 4,370,228 beschriebene Gerät ist ein zur Entfernung von Partikelteilchen aus einer Flüssigkeit typisches Gerät. Es ist anzunehmen, daß es viele Stellen gibt, bei denen solche Verfahren weder notwendig noch wünschenswert sind.
Neuseeländische Patente Nr. 140,744 und 116,764 beschreiben magnetische Separatoren, bei denen mit Metallpartikeln verunreinigtes Pulver an rotierenden und zirkulierenden Magneten vorbeigeführt wird. In beiden Fällen ist die Effizienz des Trennprozesses, um separate metallische Partikel von Puderpartikeln zu trennen, jedoch entscheidend von der Stärke der Magnete abhängig.
US 4,317,718 betrifft eine Glastrennvorrichtung von einer Mischung, die magnetisches Material und Glas enthält. In der Apparatur werden gemischte Teilchen aus einem Druckkessel zu einer Reihe von magnetischen Rollseparatoren transportiert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Probleme anzugehen und zumindest der Öffentlichkeit eine nützliche Alternative zur Verfügung zu stellen.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung deutlich, die lediglich beispielhaft angegeben wird.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Entfernen metallhaltiger Partikel aus einem Gemisch bereitgestellt, mit:

(a) einer Kammer;
(b) einer Einrichtung zum Zuführen des Pulvergemischs an die Kammer in einem Fluidstrom;
(c) einem festen Magneten, der innerhalb der Kammer in der Nähe des Fluidstroms gehalten ist;
(d) einer Einrichtung benachbart zu dem Magneten zum Ablenken des Fluidstroms in Richtung auf den festen Magneten hin;
(e) einer Einrichtung für die Entfernung von metallhaltigen Partikeln, die von dem Magneten angezogen werden;
(f) Mittel zur Förderung einer Bewegung des Gemischs in einer Gegenrichtung zu dem Fluidstrom.

Die Mittel zur Förderung der Bewegungen ist bevorzugt ein Luftstrom, der eine Sekundärlieferung von metallhaltigen Partikeln zu dem Magneten fördert, die nicht aus dem Fluidstrom an dem Magneten anhaften.
Das Gerät kann Mittel zur getrennten Sammlung von kontaminiertem und sauberem Partikelmaterial aus der Pulvermischung aufweisen. Die Einrichtung zur Förderung der Bewegung der Mischung entgegen dem Fluidstrom kann ein geführter, von einem Gebläse stammender Luftstrom sein.
Der Luftstrom kann in einem spitzen Winkel auf den Fluidstrom gerichtet sein.
Die kontaminierte Mischung kann in einem Container gelagert sein und das Material an einer Position angrenzend zu einer ersten Fläche des Magneten verteilt werden.
Das Gerät kann eine Abstreifeinrichtung aufweisen, die kontinuierlich die erste Fläche des Magneten überstreicht.
Das Gerät kann eine Vorderwand gegenüber der ersten Seite des Magneten aufweisen, die eine Seite eines Durchgangs bildet, in den der Fluidstrom gerichtet ist.
Die Verteilung des Partikelmaterials in dem Fluidstrom kann durch ein Meßgerät gemessen werden.
Das Meßgerät kann ein Auger-Gerät einschließen.
Der Abstreifer kann sich in einer mit der Richtung des Fluidstroms übereinstimmenden Richtung drehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen von Metallpartikeln aus einer Mischung bereitgestellt, das ein Ausrichten des kontaminierten Materials in einem Fluidstrom innerhalb einer Kammer, Positionieren eines Festmagneten angrenzend zu dem Auslaß für den Fluidstrom, um me tallhaltige Partikel zu diesem anzuziehen, Mittel angrenzend an den fixierten Magneten zum Ablenken des Fluidstroms hin zu dem Magneten und Mittel zur Förderung der Bewegung entgegen dem Fluidstrom besitzt.
Das Verfahren kann Mittel zur getrennten Sammlung von kontaminiertem und sauberem Material aus der Mischung bereitstellen. Das Verfahren kann Mittel zur Förderung der Bewegung der Mischung entgegen dem Fluidstrom einschließen.
Der Luftstrom ist in einem spitzen Winkel bezogen auf den Fluidstrom auf diesen gerichtet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einer Mischung bereitgestellt, das das Richten der Mischung in einem Fluidstrom an einer magnetischen Fläche von einem Zuführgerät aufweist und einen kontrolliert turbulenten Luftstrom in einer Richtung entgegen dem Fluidstrom schafft.
Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Figuren gegeben wird. Es zeigt:
1 & 2 Seiten- und Vorderansichten einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Apparats, und
3 eine Schnittansicht des Apparats aus 1 & 2, und
4 ein diagrammatische Querschnittsansicht der Basis des Apparats gemäß 1 bis 2, und
5 eine Ansicht eines Abstreifgeräts gemäß einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
6 eine Querschnittsansicht eines Abstreifblatts und Befestigungsträgers für das Gerät aus 5 entlang VI : VI aus 5.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einer Mischung, wobei das Gerät eine allgemein durch den Pfeil 1 bezeichnete Kammer, allgemein durch den Pfeil 2 bezeichnete Mittel zur Zuführung einer Pudermischung zu der Kammer 1 in einem Fluidstrom 3, einen Magneten 4 angrenzend an die Kammer in der Nähe der Fluidstroms 3 und Mittel (nicht dargestellt in 1 bis 3) zum Entfernen der an dem Magneten anhaftenden, metallhaltigen Partikel, die hierin in bezug auf die nachfolgenden Figuren beschrieben wird, besitzt.
Das Gerät weist ebenfalls Mittel wie ein Gebläse 5 zur Förderung der Bewegung der Luft in einer Gegenrichtung zu der bereitgestellten Pudermischung auf.
Die Mittel zum Zuführen der Pudermischung zu dem Fluidstrom 3 können ein oder mehrere Rohre 6 und 7 aufweisen, wobei der Fluidstrom 3 einen oberen Abschnitt 8 und einen unteren Abschnitt 9 besitzt. Der obere Abschnitt 8 besitzt einen Raum, der über das erste Rohr 6, das die Pudermischung dem Abschnitt 8 zuführt, und das zweite Rohr 7, das die Pudermischung direkt dem unteren Abschnitt 9 des Puderstroms 3 zuführt, mit dem unteren Abschnitt 9 in Verbindung bringbar ist. Der untere Abschnitt 9 des Fluidstroms besitzt eine Seite, die zu dem Magneten 4 weist und die Metallpartikel von dem Pudermaterial zu dem Magneten 4 liefert, die durch die Anordnung einer Reihe von Umlenkplatten, die allgemein mit Pfeil 10 gekennzeichnet sind, verstärkt werden.
Die Umlenkplatten teilen den Fluidstrom 3 in drei Zonen A, B und C, während das Gebläse 5 den Luftstrom auf den Fluidstrom 3 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Zuführrichtung der Pudermischung zu dem Fluidstrom 3 richtet und der Luftstrom zusammen mit der Anordnung der Umlenkplatten in den Zonen A, B und C die relativen Scherwirkung der Konstituenten und das Aufrühren der Pudermischung und die Trennung und Anziehung metallhaltiger Späne zu der Seite des Magneten 4 maximiert.
Der Ausdruck „relative Scherkräfte der Konstituenten" bezieht sich auf das Herausbrechen einer Metallkomponente, die von dem Magneten angezogen wird, aus den sogenannten Seifen-/Metallpartikeln.
Es sei angemerkt, daß die Leitbleche 10 in Zonen A, B und C verschiedene Anordnungen und verschiedene Funktionen erfüllen. Die Leitbleche 10A lenken Luftstrom und Puder, die Leitbleche 10B lenken Puder.
Die Kammer 1 ist mit einem Boden 12 verbindbar, der über eine allgemein mit 13 bezeichnete Rohrbasis verbunden ist.
Kammer 1 besitzt eine Basis 13, die die Aufgabe besitzt, getrennte saubere Produkte und Verunreinigungen zu Aufnahmebehältern (nicht dargestellt) zu transportieren und ebenfalls ein Mittel bereitstellt, durch das der Luftstrom von dem Gebläse 5 auf den Fluidstrom in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Einführen der Pulvermischung bereitgestellt werden kann. Die Basis 13 kann eine entfernbare Befestigung besitzen, die an die Kammer 1 geschraubt ist, wobei die Basis ein Verunreinigungsauslassungsrohr 14 und einen Reinigungsproduktausgang 15 aufweist. Ein durch den Pfeil 16 gekennzeichnete Leitblechanordnung legt die Richtung des Luftstroms von dem Gebläse 5 für die Verunreinigungen und sauberen Produkte, wie durch die Wegpfeile angezeigt, fest. Die Leitbleche besitzen Öffnungen in 17 und Teilen 18.
Der Magnet 4 kann Teil eines modularen Magnetaufbaus sein, der allgemein durch 19 gekennzeichnet ist und einen kontinuierlich drehenden Abstreifmechanismus aufweisen, der allgemein durch 20 gekennzeichnet und am besten an den 5 & 6 verdeutlicht ist.
Eine Reihe von beabstandeten Abstreifstangen 21 werden durch Riemen 22 gefördert, die von Rollsätzen 23 gehalten sind.
4 zeigt, wie die Abstreifstangen 21 gefördert werden, um die metallhaltigen Partikel von der Fläche des Magneten 4 kontinuierlich abzuwischen. Die Abstreifstangen 21 sind in herkömmlicher Weise an den Riemen 22 befestigt und eine Kreuzverbindung 24 hält jeden Wischer 21, so daß er an dem Riemen 22 befestigt ist.
Dichtungen 27, 28 & 29 isolieren den Mechanismus des Geräts von dem Hauptstrom 3.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines typischen Wischblattes 21. Jedes Wischblatt 21 weist eine Vorderseite 25, eine gebogene Magnetkontaktseite 26, die im Radius an die Krümmung der Magnetseite angepaßt ist, und eine konische Rückseite 27 auf.
Der Apparat besitzt eine halbautomatische oder automatische oder programmierbare Systemsteuerung, die kontinuierlich arbeitet, und ein Auger-Gerät (nicht dargestellt), das das kontaminierte Pulver dem Hauptstrom 3 über Rohreinlässe 6 & 7 zuführt, Mittel zur Steuerung der Förderung der Abstreifeinrichtungen und Mittel zur Steuerung des Gebläses.
Es versteht sich, daß der Transport des Abstreifers unter Verwendung eines anderen, als den von dem beschriebenen und dargestellten Fördermechanismus erreicht werden kann. Eine Alternative kann darin liegen, die gesamte Breite des Bandförderers für die Abstreifer zu verwenden, die beabstandet in Intervallen an dem Förderband befestigt sind.
Es versteht sich, daß Metallteilchen, die nicht von der Pudermischung getrennt werden und bei einem ersten Durchgang nicht von dem Magnet angezogen werden, durch den Apparat recycelt werden.
Auf diese Weise wird Metall herkömmlich und kosteneffizient aus dem Puder extrahiert, wobei kontaminiertes Pulver wiederverwendet wird. Dies erlaubt industriellen Benutzern, die Produktionskosten zu reduzieren und besitzt offensichtliche Umweltvorteile.
Aspekte der vorliegenden Erfindung wurden nur beispielhaft beschrieben und es versteht sich, daß Änderungen und Zusätze hierzu gemacht werden könne, ohne den durch anhängende Ansprüche nachfolgend definierten Schutzumfang zu verlassen.

Claims

Vorrichtung zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einem Gemisch, mit: (a) einer Kammer (1); (b) einer Einrichtung zum Zuführen des Pulvergemischs (2) an die Kammer (1) in einem Fluidstrom (3); (c) einem festen Magneten (4), der innerhalb der Kammer (1) in der Nähe zu dem Fluidstrom (2) gehalten wird; (d) eine Einrichtung (10) benachbart zu dem festen Magneten (4) zum Ablenken des Fluidstroms (3) in Richtung auf den festen Magneten (4) hin; (e) eine Einrichtung (21) für die Entfernung von metallhaltigen Partikeln, die an den Magneten (4) angezogen werden; und ferner gekennzeichnet durch: (f) einer Einrichtung (5) zum Fördern einer Bewegung des Gemischs in einer Gegenrichtung zu dem Fluidstrom.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (5) zum Fördern einer Bewegung des Gemischs ein Luftstrom ist, der eine sekundäre Lieferung der metallhaltigen Partikel, die nicht an dem Magneten (4) anhaften, von dem Fluidstrom (3) an den Magneten (4) fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, mit einer Einrichtung (13) für eine getrennte Sammlung von verunreinigtem und reinem Partikelmaterial aus dem Pulvergemisch.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einrichtung (5) zum Fördern einer Bewegung des Gemischs entgegen zu dem Fluidstrom ein geführter Luftfluss, gefördert von einem Gebläse (5), ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Luftfluss zu dem Fluidstrom unter einem spitzen Winkel gerichtet ist.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das verunreinigte Gemisch in einem Behälter gespeichert wird und das Material an eine Position benachbart zu einer ersten Stirnfläche des Magneten (4) verteilt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, umfassend eine Abstreifeinrichtung (19), die kontinuierlich die erste Oberfläche des Magneten (4) abwischt.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Vorderwand gegenüberliegend zu der ersten Stirnfläche des Magneten (4), die eine Seite eines Durchgangs definiert, in den der Fluidstrom gerichtet wird.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Verteilung des Gemischs in den Fluidstrom durch eine Messeinrichtung gemessen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Messeinrichtung ein Auger-Gerät einschließt.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Abstreifeinrichtung (19) sich in eine Richtung angepasst zu dem Fluidstrom (3) dreht.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Einrichtung (10) benachbart zu den festen Magneten zum Ablenken des Fluidstroms (3) in Richtung auf den festen Magneten (4) eine Reihe von Ablenkplatten (10) einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Ablenkplatten (10) in eine Anzahl von Zonen aufgeteilt sind, die zusammen mit dem Luftstrom das Pulvergemisch in Bewegung versetzen und die Trennung und Anziehung von metallhaltigen Partikeln an den Magneten (4) verbessern.
Vorrichtung zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einem Gemisch, umfassend die folgenden Schritte: Richten von verunreinigtem Material an einen Fluidstrom (3) innerhalb einer Kammer (1), Positionieren eines ersten Magneten (4) benachbart zu einem Auslass von dem Fluidstrom (3), um metallhaltige Partikel daran anzuziehen, Bereitstellen einer Einrichtung (10) benachbart zu dem festen Magneten zum Ablenken des Fluidstroms in Richtung auf den Magneten (4) hin, und Bereitstellen einer Einrichtung (5) zum Fördern einer Bewegung des Gemischs entgegen zu dem Fluidstrom (3).
Verfahren nach Anspruch 14, mit dem Schritt einer Bereitstellung einer Einrichtung (13) für eine getrennte Sammlung von verunreinigtem und reinem Material aus dem Gemisch.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Luftfluss in Bezug auf den Fluidstrom (3) unter einem spitzen Winkel gerichtet ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das verunreinigte Material zu Anfang in einem Behälter gespeichert wird und das Material benachbart zu einer ersten Stirnfläche des Magneten (4) verteilt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 17, mit dem Schritt einer Bereitstellung einer Abstreifeinrichtung (19), die kontinuierlich die Oberfläche des Magneten (4) abwischt und Partikel, die an den Magneten angezogen werden, an einen Sammelbereich liefert.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 18, mit dem Schritt einer Bereitstellung einer Vorderwand gegenüberliegend zu dem Magneten (9), die eine Seite eines Durchgangs definiert, in den der Fluidstrom (3) gerichtet wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Verteilung des Partikelmaterials in den Luftstrom hinein von einer Messeinrichtung gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Messeinrichtung ein Auger-Gerät einschließt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 oder 19 bis 21, wenn vom Anspruch 18 abhängig, wobei sich die Abstreifeinrichtung (19) in einer Richtung angepasst zu dem Fluidstrom dreht.
Verfahren zum Entfernen von metallhaltigen Partikeln aus einem Gemisch, umfassend die folgenden Schritte: Richten des Gemischs in einen Fluidstrom an einer magnetischen Oberfläche (4) von einer Zuführungseinrichtung, und Bereitstellen eines gesteuerten Wirbelluftflusses in einer Richtung, die dem Fluidstrom (3) entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei metallhaltige Partikel, die an die Magnetoberfläche (4) angezogen werden, gereinigt und von der Oberfläche mit Hilfe von Drehabstreifern (19) entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, ausgeführt innerhalb einer kontrollierten Umgebung.