EP0096092A1 - Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen - Google Patents

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EP0096092A1
EP0096092A1 EP82104970A EP82104970A EP0096092A1 EP 0096092 A1 EP0096092 A1 EP 0096092A1 EP 82104970 A EP82104970 A EP 82104970A EP 82104970 A EP82104970 A EP 82104970A EP 0096092 A1 EP0096092 A1 EP 0096092A1
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belt
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Klaus Prof. Dipl.-Ing. Sczimarowski
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/346—Sorting according to other particular properties according to radioactive properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0036—Sorting out metallic particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C2501/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material to be sorted
    • B07C2501/0054—Sorting of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method for sorting metal parts, in particular scrap pieces, in a pass through a transport device.
  • the object of the invention is to provide a method and a device for sorting metal parts in a pass through a transport device, in which dom or with the simplest design means continuous sorting is achieved not only according to different metals, but also according to different alloys.
  • these outputs are achieved in that the metal parts placed on the running transport device traverse X-ray or isctope beams within a short range of motion and the rays emitted by the metal parts, in particular X-ray spectra, X-ray fluorescence, are collected by at least one detector and analyzed by a computer that controls downstream sorting devices.
  • the transport device has a conveyor belt and that the rays emanating from the generator and reaching the detector penetrate the conveyor belt.
  • the conveyor belt can be curved in a channel shape transversely to the longitudinal direction, so that the metal parts are always close to the generator and the detector.
  • Exact analysis values are also achieved by that arranged close to the underside of the belt-ray generator and detector is andlHarsachse are in a plane transverse to B.
  • the beam generator and detector be arranged approximately radially to the band curvature and emit or receive beams in particular in this direction.
  • the conveyor belt has a material which absorbs little radiation, in particular plastic or rubber.
  • the conveyor belt can also have small openings or openings.
  • a structurally simple and safe-working device is achieved in that the downstream sorting devices for conveying the metal parts from the belt have mechanical ejection devices and / or air nozzles.
  • Metal parts 1, in particular smaller and larger pieces of scrap, are placed one after the other on a conveyor belt 3 by a feed device 2, in particular by an inclined shaking plane give.
  • the material of the conveyor belt is largely transparent to X-rays and is made of plastic or rubber.
  • the conveyor belt can also have openings, openings, or be of wide mesh.
  • the conveyor belt is curved in cross section in such a way that the longitudinal edges lie higher than the intermediate central region.
  • the revolving conveyor belt 3 guides the metal parts under a radiation protection hood 4, which overlaps the belt.
  • a radiation generator 5 and, for example, a detector with a Dewar vessel 6 are fastened next to one another radially to the band curvature, transversely to the band direction, below the band when the energy-disperse system is used.
  • the generator 5 generates X-ray, gamma or isotope beams, which are generated by an X-ray tube or isotope and are directed radially to the band curvature on the metal parts 1.
  • the characteristic rays emitted by the metal parts in accordance with their type of metal and their type of alloy, in particular (X-ray) radiation spectra (X-ray fluorescence radiation), are collected by the detector 6 arranged next to the generator and converted into electrical pulses. Liquid nitrogen is used to cool the detector using an energy-dispersive method. Since the beam generator 5 and detector 6 are arranged under the conveyor belt, there is a largely equal distance from all metal parts so that the beams reaching the detector do not fluctuate too much.
  • the electrical signals generated by the detector are fed to a computer with a sorting process control, which compares the measurement signals of the detector with signals already stored, in particular X-ray fluorescence patterns of metals or alloys analyzed, and then controls the sorters located on the conveyor belt accordingly.
  • sorting devices 7 are provided next to or above the conveyor belt 3, which throw the metal parts into containers 8 arranged next to the belt and behind the belt in accordance with the control signals given by the computer.
  • the sorting can be done by mechanical switches or by air nozzles that blow the metal pieces to be separated off the belt.
  • the beam generator and detector can be attached to the side or above the metal parts.
  • a radioactive substance is suitable as a radiation source.

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Metallteilen im Durchlauf über eine Transporteinrichtung. Die auf die laufende Transporteinrichtung (3) gegebenen Metallteile (1) duchwandern innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgen- oder Isotopenstrahlen. Die von den Metallteilen (11) abgegebenen Strahlen, insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, werden von mindestens einem Detektor (6) aufgefangen und von einem Rechner analysiert, der nachgeordnete Sortiergeräte (7) steuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung.
  • In der Technik werden Metallteile unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung erzeugt. Andererseits fallen Schrotte in erheblichen Mengen an, wie z.B. Schredderschrotte, die Stücke unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung enthalten. Eine Rückgewinnung zu gebrauchsfähigen Metallen ist kaum möglich, da eine Schmelze aus Schrotten nur selten in ihrer chemischen Zusammensetzung und in ihren Gebrauchseigenschaften einer Gebrauchslegierung genügt. Weiterverarbeitungen mit aufwendigen metallurgischen Verfahren sind unwirtschaftlich.
  • Im Falle der Produktionsüberwachung nach chemischer Zusammensetzung mußte man sich bisher mit Strichprobenkontrollen zufrieden geben. Bei Schrotten ist ein Sortieren selbst im Handklaubeverfahren kaum möglich, da dies unsicher und langwierig ist. Andere bekannte Verfahren versuchen eine Trennung nach dem spezifischen Gewicht der Metalle, z.B. in Schwimm-, Rüttel-, Zentrifugierverfahren oder nach elektromagnetischen Eigenschaften. Die Verfahren führen zu keinem sicheren Erfolg und lassen auch keine Trennung nach Legierungen innerhalb der Legierungsreihen bei gleichen Grundmetallen zu.
  • Übliche Analysemethoden sind wegen ihres Zeitaufwandes unpraktikabel. Sie erfordern aufwendige Probenahme, Probenvorbereitung und Analysen an kleinen Stücken.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen im Durchlauf über eine Transporteinrichtung zu schaffen, bei dom bzw. der mit einfachsten konstruktiven Mitteln eine kontinuierliche Sortierung nicht nur nach unterschiedlichen Metallen, sondern auch nach unterschiedlichen Legierungen erreicht wird. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Metallteile nicht in kleine Stücke zerkleinert werden müssen, sondern auch große Teile und Stücke sortiert werden.
  • Diese Ausgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die laufende Transporteinrichtung gegebenen Metallteile innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgon- oder Isctopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen abgegebenen Strahlen, insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachgeordnete Sortiergeräte steuert.
  • Hierdurch werden ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung ermöglicht, durch die im Durchlaufverfahren Metallteile und Stücke unterschiedlicher Größe nach ihrer chemischen Zusammensetzung bzw. ihrer Legierung exakt sortierbar sind. Verfahren und Vorrichtung sind wirtschaftlich und von hoher Genauigkeit. Es können auch große Metallteile und Metallstücke analysiert und sortiert werden, so daß Zerkleinerungskosten und Verschlackungsverluste beim Wiedereinschmelzen vermieden werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn Röntgengenerator und Detektor unterhalb der Transporteinrichtung angeordnet sind. Hierdurch wird ein stets gleichbleibender Abstand von Generator und Detektor zu den Metallteilen gewährleistet, so daß eine stets gleichbleibend gute (brauchbare) Analyse erreichbar ist. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß die Transporteinrichtung ein Förderband aufweist und die vom Generator ausgehenden und die den Detektor erreichenden Strahlen das Förderband durchdringen.
  • Dabei kann das Förderband quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt sein, so daß die Metallteile stets nahe dem Generator und dem Detektor liegen.
  • Exakte Analysewerte werden auch dadurch erreicht, daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator und Detektor sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß Strahlengenerator und Detektor etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.
  • Von Vorteil ist es auch, wenn das Förderband ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist. Alternativ kann auch das Förderband kleine Durchbrüche oder öffnungen aufweisen..
  • Eine konstruktiv einfache und sicher arbeitende Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die nachgeordneten Sortiergeräte zur Beförderung der Metallteile vom Band mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.
  • Ein Ausführunnsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung und
    • Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1.
  • Metallteile 1, insbesondere kleinere und größere Schrottstücke, werden durch eine Aufgabevorrichtung 2, insbesondere durch eine schräge Schüttelebene, auf ein Förderband 3 einzeln hintereinander aufgegeben. Das Material des Förderbandes ist weitestgehend für Röntgenstrahlen durchlässig und besteht hierzu aus Kunststoff oder Gummi. Alternativ kann das Förderband auch öffnungen, Durchbrüche regelmäßig aufweisen oder weitmaschig ausgebildet sein. Ferner ist das Förderband derart im Querschnitt gewölbt, daß die Längsränder höher liegen als der zwischenliegende mittlere Bereich.
  • Das umlaufende Förderband 3 führt die Metallteile unter eine Strahlenschutzhaube 4, die das Band übergreift. Im Bereich dieser Haube sind unterhalb des Bandes nahe der Bandunterseite ein Strahlengenerator 5 und beispielsweise ein Detektor mit Dewar-Gefäß 6 quer zur Bandrichtung nebeneinander radial zur Bandwölbung befestigt, wenn das energiedisperse System verwendet wird. Der Generator 5 erzeugt Röntgen-, Gamma- oder Isotopenstrahlen, die von einer Röntgenröhre oder Isotopen erzeugt werden und radial zur Bandwölbung auf die Metallteile 1 gerichtet sind. Die von den Metallteilen entsprechend deren Metallart und deren Legierungsart abgegebenen charakteristischen Strahlen, insbesondere (Röntgen-)Strahlenspektren (Röntgenfluoreszenzstrahlung), werden von dem neben dem Generator angeordneten Detektor 6 aufgefangen und in elektrische Impulse umgewandelt. Zur Kühlung des Detektors wird bei Verwendung einer energiedispersen Methode flüssiger Stickstoff verwendet. Da Strahlengenerator 5 und Detektor 6 unter dem Förderband angeordnet sind, besteht für alle Metallteile ein weitgehend gleicher Abstand zu diesen, so daß die den Detektor erreichenden Strahlen nicht zu stark schwanken.
  • Die vom Detektor erzeugten elektrischen Signale werden einem Rechner mit einer Sortierprozeßsteuerung zugeführt, der die Meßsignale des Detektors mit schon gespeicherten Signalen, insbesondere Röntgenfluoreszenzmustern analysierter Metalle bzw. Legierungen vergleicht und danach entsprechend am Förderband befindliche Sortierer steuert.
  • Für eine jeweilige Metall- oder Legierungsart bzw. Metall- oder Legierungsgruppe sind Sortiervorrichtungen 7 neben oder über dem Förderband 3 vorgesehen, die die Metallteile entsprechend den vom Rechner gegebenen.Steuerungssignalen in neben dem Band und hinter dem Band angeordnete Behälter 8 werfen. Das Aussortieren kann durch mechanische Weichen oder durch Luftdüsen erfolgen, die die zu separierenden Metallstücke vom Band herunterblasen.
  • Wenn es die Geometrie der zu untersuchenden Teile zuläßt, können Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb der Metallteile angebracht sein. Für viele Fälle eignet sich ein radioaktiver Stoff als Strahlenquelle.

Claims (11)

1. Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die laufende Transporteinrichtung (3) gegebenen Metallteile (1) innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgen- oder Isotopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen (11) abgegebenen Strahlen,insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor (6) aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachgeordnete Sortiergeräte (7) steuert.
2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) unterhalb der Transporteinrichtung (3) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Transporteinrichtung ein Förderband (3) aufweist und die vom 34 343 EU HC/Be Generator (5) ausgehenden und die den Detektor (6) erreichenden Strahlen das Förderband (3) durchdringen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator (5) und Detektor (6) sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3', dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweist.
9. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb des Transportbandes angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlengenerator und Detektor in Richtung der Längsachse des Transportbandes angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die nachgeordneten Sortiergeräte (7) zur Beförderung der Metallteile (1) vom Band (3) mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.
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