EP0388626B1 - Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einer Feststoffmischung - Google Patents

Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einer Feststoffmischung Download PDF

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EP0388626B1
EP0388626B1 EP90102657A EP90102657A EP0388626B1 EP 0388626 B1 EP0388626 B1 EP 0388626B1 EP 90102657 A EP90102657 A EP 90102657A EP 90102657 A EP90102657 A EP 90102657A EP 0388626 B1 EP0388626 B1 EP 0388626B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic field
slideway
conveyor belt
magnetic
field generator
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP90102657A
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English (en)
French (fr)
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EP0388626A1 (de
Inventor
Jörg Dr.-Ing. Julius
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lyndex Recycling Systems Ltd
Original Assignee
Lindemann Maschinenfabrik GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/23—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp
    • B03C1/24—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields
    • B03C1/247—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields obtained by a rotating magnetic drum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00—Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/20—Magnetic separation whereby the particles to be separated are in solid form

Definitions

  • the invention relates to a device for separating non-magnetizable metals from a mixture of solids by means of an alternating magnetic field, with an endlessly rotating conveyor belt which feeds the mixture of solids to an alternating magnetic field generator arranged in the region of a front deflection of the conveyor belt.
  • Eddy current separation can be carried out.
  • the feed material is guided over the poles of an alternating magnetic field generator, for example on a belt or in free fall.
  • eddy currents are induced in the electrically conductive components of the mixture, which build up their own magnetic fields opposing the generator field and thereby accelerate these components by electromagnetic forces relative to the other components of the mixture.
  • Eddy current separation can be used to separate non-ferromagnetic, electrically highly conductive materials, such as aluminum and copper, from non-ferrous solid mixtures and non-ferrous metal / non-metal solid mixtures, such as automobile shredder rubble or electronic scrap.
  • the eddy current separation can be a Magnetic separation upstream to remove ferromagnetic parts in advance.
  • other sorting and classifying stages are expediently preceded by the eddy current separation, because pre-enrichment and fractionation of the applied solid mixture as far as possible have a positive effect on the separation success.
  • Such devices have become known from US-A-3 448 857 or post-published EP-A-0 339 195.
  • a magnetic system arranged in a drum rotates within the belt drum at a speed of about 1,500 rpm, while the conveyor belt the fraction to be sorted at a speed of 1 m per second to 1.5 m per second of the belt drum and thus feeds the magnet system.
  • the drum in which the magnet system is arranged either concentrically or eccentrically has an outer diameter which corresponds approximately to the inner diameter of the belt drum; There is a small air gap between the magnet system and the belt drum.
  • the placement of the Magnetic rotor in the cavity of the drum not inconsiderable problems; these relate to both the design and the manufacturing costs.
  • the magnetic rotor must namely be stored in the confined space within the drum, which cannot be enlarged in diameter, preferably rotatable, the storage becoming even more complicated when the magnetic rotor is to be adjustable, for example concentrically on a radius around or on a curve with different radial distances from the drum axis of rotation.
  • the drum is difficult to manufacture or process and requires extremely precise production, with the aim of achieving thin, uniform drum walls with high mechanical stability, so that as little magnetic force as possible is lost; For example, no different material hardnesses, ie no softer and harder points, may occur in the outer surface of the drum, whereby the only slight air gap between the magnet rotor and the drum can be partially reduced so that serious damage due to frictional contact between the magnet rotor and the drum cannot be excluded can be.
  • the invention has for its object to provide a device that is structurally simple and allows a better separation of non-ferrous metals in particular from a mixture of solids.
  • the front deflection is designed as a shell-like, stationary slideway made of an electrically poorly conductive material and the alternating magnetic field generator is arranged under the slideway.
  • the expression “poor electrical conductivity” takes into account that according to scientific Understanding all materials are electrically conductive; a distinction is only made between better or poorer conductive materials, the conductivity of the latter practically going to zero (cf. page 522 from “Taschenbuch Elektrotechnik", Volume 1, Carl Hanser Verlag).
  • the invention is based on the finding that an optimized effect of the eddy current separation is achieved with a slideway arranged above a magnetic field generator, the shape and curvature of which can be arbitrarily adapted with simple means compared to a rotating drum.
  • a slideway arranged above a magnetic field generator
  • the shape and curvature of which can be arbitrarily adapted with simple means compared to a rotating drum.
  • both the system and the manufacturing and assembly costs are significantly reduced.
  • the magnetic field generator which is either stationary but preferably adjustable in its installed position, can be arranged in such a way that the full force of the magnetic field floods the non-ferrous metals sliding in the area of the slideway in the area referred to below as the "material discharge zone"; the material discharge zone is reached when the material to be separated just falls due to gravity on the curved surface formed by the conveyor belt wrapping around the slideway, so that the combination of the mechanical discharge forces with the latest possible forces of the magnetic field for the non-ferrous Metals the greatest deflection of the throwing parabola and thus a targeted separation from the other mixture components results.
  • a magnetic rotor or alternatively an electrically excited magnetic field generator in the form of a fixed one, fed with alternating voltage can advantageously be used Use magnet system.
  • the magnetic field generator in the form of a magnetic rotor does not need to be stored in a likewise rotating drum, but can be stored, for example, in the side walls of the housing, which consists of an antimagnetic and electrically nonconductive material.
  • the housing encapsulating the magnet rotor protects in particular the air gap between the magnet rotor and the slideway from splash water and dust, in particular Fe dust, which increases the rotor diameter, and thus prevents the air gap from becoming clogged, which leads to friction with the inside of the slideway and could cause overheating.
  • a mutual hindrance of the parts of the solid mixture to be separated can almost be ruled out if, on the one hand, the mixture to be separated is transported as far as possible beyond the apex of the slideway without interfering influences and on the other hand the repulsive forces then have the greatest effect on the non-ferrous metals when the mixture is still in the material discharge zone, the magnetic field generator which can be adjusted both radially and in the circumferential direction according to the invention meeting all of the operating requirements sufficient adjustment range detected.
  • the conveyor belt feeding the solid mixture via the slideway is preferably assigned two deflection drums. If the deflection drum at the front in the transport direction of the conveyor belt is driven, lower forces are required due to the then pulled conveyor belt than that when driving the rear conveyor belt in the transport direction, i.e. arranged in the feed area of the solid mixture, then pushing the conveyor belt deflection drum would be the case. In addition, lower frictional forces occur when driving the front deflection drum, since essentially only the friction in the region of the slideway can be overcome, which should consist of a low-friction, non-metallic material.
  • the front pulley is adjustable. In this way, the preload influence the conveyor belt and achieve a large wrap angle and thus a higher frictional engagement of the pulling, front pulley.
  • the pretensioning of the conveyor belt can be changed using a tension roller.
  • the front deflection drum is designed as a magnetic tape reel separator, iron components can be separated out separately at this point, in particular if iron separation is not carried out or is carried out insufficiently before the eddy current separation.
  • the horizontal upper run of the conveyor belt rests on a sliding surface.
  • a sliding belt conveyor can thus be achieved, in which the conveyor belt from the material feed point in the region of the rear deflection drum in the transport direction to the front end of the sliding track, i.e. far beyond the material discharge zone on a support that also supports the conveyor belt.
  • material for the preferably in the form of a trough i.e. Materials designed with side walls, bridging the distance from the rear deflection drum to the slideway, are all suitable for ensuring good sliding behavior, but not electrostatically charging materials, such as, for example, antimagnetic stainless steel, plastic or glass.
  • the side or side walls prevent material from falling off the conveyor belt on its way from the feed point to the slide.
  • the trough also supports the guidance of the conveyor belt.
  • a space in the space below the slideway and above the magnetic rotor Axially extending in the direction of transport preferably made of magnetically good and electrically poorly conductive material guide body arranged in the magnetic field of the magnetic rotor or magnetic field generator.
  • a guide body which should be made of an electrically poorly but magnetically highly conductive material, for example ferrite, to avoid eddy current losses is understood to mean a body, such as a flat or curved plate, which deflects the field lines of the magnetic field generator and detects a magnetic connection below, made possible and reinforced towards the magnetic field generator. The field lines of the magnetic field generator should thus be directed and the magnetic field channeled.
  • the guide body advantageously starting from the rear end of the slideway in the transport direction, extends to the front, it can be achieved that the supplied fest
  • the mixture of substances remains calm on the conveyor belt, ie without being disturbed by the magnetic field, until it has reached the apex of the slideway and the subsequent material discharge zone, in which the full force of the magnetic field floods the non-ferrous metals.
  • a straightening body is arranged at a distance above the curvature of the slideway in the magnetic field of the magnetic field generator.
  • This is preferably made of magnetically good and electrically poorly conductive material.
  • a straightening body which can be a flat or curved plate, for example, a field line generated by the magnet rotor is aligned in the direction of its surface, i.e. attractive object understood; the field lines can thus be concentrated in such a way that a maximum force effect of the magnetic field on the non-ferrous metals in the area of the material discharge zone is also promoted in this way.
  • a straightening body that can be adjusted is advantageous. If the straightening body is both radially adjustable and is arranged on a radius to pivot about the axis of rotation or the point of rotation of the magnetic field generator, its distance from the slideway or from the magnetic field generator can be adapted to the fractions contained in the solid mixture. should be up to three times the largest grain diameter of the processed material; it can also be swiveled exactly into the area of the material drop zone.
  • the width of the guide body and the straightening body is preferably equal to the width of the magnetic field generator.
  • the force effect of the magnetic field can thus be optimized over the entire area of the material discharge zone.
  • the guide and straightening bodies are cooled, for which purpose these components can have cooling fins and / or cooling pipelines through which oil flows, for example. Excessive heating of the straightening and / or guiding body due to the eddy current flow can thus be avoided.
  • a solid mixture containing nonferrous metals is fed from a feed conveyor (not shown), for example a vibrating trough, to a conveyor belt 2 at the end of the feed 1.
  • the conveyor belt 2 rotating in the transport direction 3 wraps around one at the front end in the transport direction 3 as a quarter-hollow cylinder segment trained slideway 4;
  • the conveyor belt 2 is deflected by a rear pulley 5 arranged at the feed end 1 and a front, driven pulley 6 (drum motor).
  • the slideway 4 is connected upstream of the distance from the rear deflection drum 5 to the joint 7 of the rear end of the slideway 4 in the direction of transport 3, designed as a trough 8 with side walls 9 according to FIG. 3.
  • the sliding surface 10 or the trough 8, in conjunction with the seamlessly adjoining, shell-like sliding path 4, enable sliding guidance and support of the upper run 11 of the conveyor belt 2; the side walls 9 of the trough 8 prevent material abandoned on the conveyor belt 2 from falling on the way from the end of the feed 1 to the joint 7.
  • the belt conveyor is anchored to the foundation 13 by means of supports 12.
  • a magnetic rotor 15 which is preferred as a magnetic field generator in the context of the invention, is mounted in a rocker arm 16 about the pivot point 17 of which it can be pivoted in the direction of the double arrow 18;
  • the magnet rotor 15 is arranged radially adjustable in the direction of arrow 19, so that it can be pivoted on any curved tracks.
  • the magnet rotor 15 has rows of permanent magnets 22 which extend in the longitudinal direction of the rotor shaft 20 and are fastened in the base body 21 with alternating north-south polarity; Always select a number of poles that enables an alternating type of pole.
  • the position of the rotor shaft 20 below the slideway 4 in the housing 14 and thus the effective range of the permanent magnets 22 can in the discharge zone which is approximately delimited by the vertical 23 and the horizontal 24 and which defines the area in which the solid mixture lying on the conveyor belt 2 falls due to the force of gravity.
  • the air gap 25 between the magnet rotor 15 and the inner surface of the slideway 4 is the smallest in this region, which also has the material discharge zone 26 and is indicated by the dash-dotted lines.
  • the sliding guide of the conveyor belt 2 in the area of the magnetic rotor 15 by means of the stationary slideway 4 designed as a quarter-hollow cylinder segment, via which the conveyor belt 2 is pulled by the driven deflection drum 6. creates sufficient space below the slideway 4 in the housing 14 to arrange a guide body 31 therein, for example rigidly connecting it to the side walls of the housing 14.
  • the guide body 31 extends above the magnet rotor 15 axially in the direction of transport 3 and enables a magnetic connection downwards, back to the magnet rotor 15, ie the field lines of the alternating magnetic field generated by the magnet rotor 15 are specifically directed and channeled.
  • the quality of the separation effect is further improved by a straightening body 32, which is located above the curvature of the slideway 4, and - like the guide body 31 - over the entire width of the Magnet rotor 15 extends.
  • the straightening body 32 namely causes the field lines of the alternating magnetic field generated by the magnetic rotor 15 to extend to the straightening body 32, which attracts the field lines and concentrates them in the desired manner.

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  • Sorting Of Articles (AREA)
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  • Non-Mechanical Conveyors (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einem Feststoffgemisch mittels eines Wechselmagnetfeldes, mit einem endlos umlaufenden Fördergurt, der das Feststoffgemisch einem im Bereich einer vorderen Umlenkung des Fördergurtes angeordneten Wechselmagnetfelderzeuger zuführt.
  • Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung läßt sich die sogenannte Wirbelstromscheidung ausführen. Das Aufgabegut wird dabei über die Pole eines Wechselmagnetfelderzeugers, beispielsweise auf einem Band oder im freien Fall, geführt. Hierbei werden in den elektrisch leitfähigen Bestandteilen der Mischung Wirbelströme induziert, die eigene, dem Erzeugerfeld entgegengerichtete Magnetfelder aufbauen und dadurch diese Bestandteile durch elektromagnetische Kräfte relativ zu den übrigen Bestandteilen der Mischung beschleunigen. Durch Wirbelstromscheidung lassen sich nicht ferromagnetisierbare, elektrisch gut leitfähige Stoffe, wie Aluminium und Kupfer, aus NE-Feststoffgemischen und NE-Metall-/Nichtmetall-Feststoffgemischen, wie Autoshredderschutt oder Elektronikschrott aussondern. Falls in diesen Materialien ferromagnetische Teile enthalten sind, kann der Wirbelstromscheidung eine Magnetscheidung vorgeschaltet werden, um ferromagnetische Teile vorab zu entfernen. Zweckmäßig werden außerdem der Wirbelstromscheidung andere Sortier- und Klassierstufen vorgeschaltet, weil sich eine möglichst weitgehende Voranreicherung und Fraktionierung der aufgegebenen Feststoffmischung positiv auf den Trennerfolg auswirken.
  • Derartige Vorrichtungen sind aus der US-A-3 448 857 oder der nachveröffentlichten EP-A-0 339 195 bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Vorrichtungen rotiert ein in einer Trommel angeordnetes Magnetsystem innerhalb der Gurttrommel mit einer Geschwindigkeit von etwa 1.500 U/min, während das Förderband die zu sortierende Fraktion mit einer Geschwindigkeit von 1 m pro Sekunde bis 1,5 m pro Sekunde der Gurttrommel und damit dem Magnetsystem zuführt. Die Trommel, in welcher das Magnetsystem entweder konzentrisch oder exentrisch angeordnet ist, weist einen Außendurchmesser auf, der in etwa dem Innendurchmesser der Gurttrommel entspricht; zwischen dem Magnetsystem und der Gurttrommel befindet sich ein geringer Luftspalt. Während des Betriebes entsteht eine Relativbewegung zwischen dem Förderband und der das rotierende Magnetsystem aufnehmenden Trommel; dieser Geschwindigkeitsunterschied bewirkt, daß die auf dem Förderband zugeführten, elektrisch leitenden Teilchen die magnetischen Kraftlinien schneiden, wodurch Ströme induziert werden, deren Größe von der elektrischen Leitfähigkeit der Teilchen abhängig ist. In den Teilchen mit größerer elektrischer Leitfähigkeit wird dabei ein höherer Strom erzeugt, der bewirkt, daß diese Teilchen auf eine Wurfbahn gelangen, die in einen vor der Gurttrommel angeordneten Sammelbehälter führt. Hingegen verbleiben die Teilchen mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit in der Nähe des Förderbandes und fallen kurz vor dem Sammelbehälter von dem Förderband herab.
  • Bei diesen Vorrichtungen bereitet die Unterbringung des Magnetrotors im Hohlraum der Trommel nicht unerhebliche Probleme; diese betreffen sowohl den konstruktiven als auch den herstellungstechnischen Aufwand. Der Magnetrotor muß nämlich in den beengten Platzverhältnissen innerhalb der in ihrem Durchmesser nicht beliebig zu vergrößernden, vorzugsweise drehbaren, Trommel gelagert werden, wobei die Lagerung dann noch komplizierter wird, wenn der Magnetrotor verstellbar sein soll, beispielsweise konzentrisch auf einem Radius um oder auf einer Kurve mit unterschiedlichen radialen Entfernungen von der Trommeldrehachse. Außerdem läßt sich die Trommel nur schwierig herstellen bzw. bearbeiten und setzt eine äußerst genaue Fertigung voraus, mit dem Ziel, gewünscht dünne, gleichmäßige Trommelwände mit hoher mechanischer Stabilität zu erreichen, so daß möglichst keine Magnetkraft verlorengeht; beispielsweise dürfen in der Mantelfläche der Trommel auch keine unterschiedlichen Materialhärten, d.h. keine weicheren und härteren Stellen auftreten, wodurch der nur geringe Luftspalt zwischen dem Magnetrotor und der Trommel partiell so verringert werden kann, daß schwerwiegende Beschädigungen durch Reibkontakt zwischen dem Magnetrotor und der Trommel nicht ausgeschlossen werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die konstruktiv einfach gestaltet ist und ein besseres Abtrennen von insbesondere Nichteisen-Metallen aus einem Feststoffgemisch erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die vordere Umlenkung als schalenartige, stationäre Gleitbahn aus einem elektrisch schlecht leitfähigen Material ausgebildet und der Wechselmagnetfelderzeuger unter der Gleitbahn angeordnet ist. Mit dem Ausdruck "elektrisch schlecht leitfähig" wird berücksichtigt, daß nach wissenschaftlichem Verständnis alle Materialien elektrisch leitfähig sind; es wird nur noch nach besser oder schlechter leitfähigen Materialien unterschieden, wobei die Leitfähigkeit letzterer praktisch gegen Null geht (vgl. Seite 522 aus "Taschenbuch Elektrotechnik", Band 1, Carl Hanser Verlag).
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit einer über einem Magnetfelderzeuger angeordneten Gleitbahn, deren Form und Krümmung sich verglichen mit einer rotierenden Trommel mit einfachen Mitteln konstruktiv beliebig anpassen läßt, eine optimierte Wirkung der Wirbelstromscheidung erreicht wird. Außerdem wird durch die vergleichsweise einfach herstellbare Gleitbahn und den dadurch möglichen Wegfall der rotierenden, eine aufwendige Lagerung erfordernden Trommel sowohl der Anlagen- als auch der Fertigungs- und Montageaufwand entscheidend verringert.
  • Der in seiner Einbaulage entweder ortsfeste, vorzugsweise jedoch einstellbare Magnetfelderzeuger läßt sich so anordnen, daß die volle Kraft des Magnetfeldes die im Bereich der Gleitbahn abgleitenden Nichteisen-Metalle in dem nachfolgend "Material-Abwurfzone" genannten Bereich durchflutet; die Material-Abwurfzone ist dann erreicht, wenn das zu trennende Gut auf der von dem die Gleitbahn umschlingenden Fördergurt gebildeten gekrümmten Fläche schwerkraftbedingt gerade ins Fallen kommt, so daß sich in der Vereinigung der mechanischen Abwurfkräfte mit den spätestmöglich einwirkenden Kräften des Magnetfeldes für die Nichteisen-Metalle die größte Auslenkung der Wurfparabel und damit ein gezieltes Abtrennen von den übrigen Gemisch-Bestandteilen ergibt. Zum Erzeugen des Wechselmagnetfeldes läßt sich vorteilhaft ein Magnetrotor oder alternativ ein elektrisch erregter Magnetfelderzeuger in Form eines feststehenden, mit Wechselspannung gespeisten Magnetsystems verwenden.
  • Der bei einer stationären, vorzugsweise als Segment eines Hohlzylinders ausgebildeten und vorteilhaft ein den Magnetfelderzeuger einkapselndes Gehäuse aufweisenden Gleitbahn sehr variable, von der Kreisform abweichende, gegebenenfalls endlose Krümmungsradius ermöglicht unterhalb der Gleitbahn einen großen, zu baulichen Zwecken nutzbaren Freiraum, ohne dabei jedoch den Platzbedarf der Anlage bzw. Wirbelstromscheidevorrichtung zu erhöhen, wie das bei einem im Verhältnis zu dem bei einer erfindungsgemäßen Gleitbahn möglichen Krümmungsradius schon geringfügig größeren Trommeldurchmesser der Fall wäre. Schließlich braucht der Magnetfelderzeuger in Form eines Magnetrotors nicht aufwendig in einer ebenfalls rotierenden Trommel gelagert zu werden, sondern kann beispielsweise in den Seitenwänden des aus einem antimagnetischen und elektrisch nicht leitenden Werkstoff bestehenden Gehäuses lagern. Das den Magnetrotor einkapselnde Gehäuse schützt insbesondere den Luftspalt zwischen dem Magnetrotor und der Gleitbahn vor Spritzwasser und Staub, insbesondere Fe-Staub, der den Rotordurchmesser vergrößert, und verhindert somit, daß sich der Luftspalt zusetzt, was zur Reibung mit der Innenseite der Gleitbahn führen und somit eine Überhitzung bewirken könnte.
  • Eine gegenseitige Behinderung der voneinander zu trennenden Teile des Feststoffgemischs läßt sich dann fast ausschließen, wenn das zu trennende Gemisch ohne störende Einflüsse einerseits schon möglichst weit über den Scheitelpunkt der Gleitbahn hinaus befördert wird und andererseits die abstoßenden Kräfte auf die Nichteisen-Metalle dann am stärksten einwirken, wenn sich das Gemisch gerade noch in der Material-Abwurfzone befindet, wobei der erfindungsgemäß sowohl radial als auch in Umfangsrichtung einstellbare Magnetfelderzeuger einen allen Betriebsansprüchen genügenden Einstellbereich erfaßt.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind dem das Feststoffgemisch über die Gleitbahn zuführenden Fördergurt vorzugsweise noch zwei Umlenktrommeln zugeordnet. Wenn die in Transportrichtung des Fördergurtes vordere Umlenktrommel angetrieben ist, werden aufgrund des dann gezogenen Fördergurtes geringere Kräfte benötigt, als das beim Antrieb der in Transportrichtung hinteren, d.h. im Aufgabebereich des Feststoffgemischs angeordneten, den Fördergurt dann schiebenden Umlenktrommel der Fall wäre. Außerdem treten beim Antrieb der vorderen Umlenktrommel geringere Reibungskräfte auf, da im wesentlichen nur die Reibung im Bereich der Gleitbahn zu überwinden ist, die aus einem möglichst reibungsarmen, nichtmetallischen Material bestehen sollte.
  • Es empfiehlt sich, daß die vordere Umlenktrommel verstellbar gelagert ist. Auf diese Weise läßt sich die Vorspannung des Fördergurtes beeinflussen und ein großer Umschlingungswinkel und damit ein höherer Reibschluß der ziehenden, vorderen Umlenkrolle erreichen. Alternativ kann die Vorspannung des Fördergurtes mittels einer Spannrolle verändert werden.
  • Wenn die vordere Umlenktrommel als Bandrollen-Magnetscheider ausgebildet ist, lassen sich, insbesondere bei einer vor der Wirbelstromabscheidung nicht oder nur ungenügend durchgeführten Eisenseparierung, an dieser Stelle Eisenbestandteile separat aussortieren.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt das horizontale Obertrum des Fördergurtes auf einer Gleitfläche auf. Damit läßt sich ein Gleitbandförderer erreichen, bei dem der Fördergurt von der Material-Aufgabestelle im Bereich der in Transportrichtung hinteren Umlenktrommel bis zum vorderen Ende der Gleitbahn, d.h. bis weit über die Material-Abwurfzone hinaus auf einer den Fördergurt zugleich abstützenden Unterlage gleitet. Als Material für die vorzugsweise in Form eines Troges, d.h. mit Bordwänden ausgebildete, den Abstand von der hinteren Umlenktrommel bis zu der Gleitbahn überbrückenden Gleitfläche eignen sich alle ein gutes Gleitverhalten gewährleistenden, sich jedoch nicht elektrostatisch aufladenden Werkstoffe, wie beispielsweise antimagnetischer Edelstahl, Kunststoff oder Glas. Bei einer trogartigen Gleitfläche verhindern die Seiten- bzw. Bordwände, daß Material auf seinem Weg von der Aufgabestelle zur Gleitbahn von dem Fördergurt herunterfällt. Der Trog unterstützt gleichzeitig die Führung des Fördergurtes.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist in dem Raum unterhalb der Gleitbahn und oberhalb des Magnetrotors ein sich axial in Transportrichtung erstreckender, vorzugsweise aus magnetisch gut und elektrisch schlecht leitfähigem Material bestehender Leitkörper im Magnetfeld des Magnetrotors oder Magnetfelderzeugers angeordnet. Unter einem Leitkörper, der zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten aus einem elektrisch schlecht, aber magnetisch gut leitfähigen Material, beispielsweise Ferrit, bestehen sollte, wird ein Körper, wie z.B. eine ebene oder gekrümmte Platte, verstanden, der die Feldlinien des Magnetfelderzeugers umlenkt und einen Magnetschluß nach unten, zum Magnetfelderzeuger hin ermöglicht und verstärkt. Die Feldlinien des Magnetfelderzeugers sollen somit gerichtet und das Magnetfeld kanalisiert werden. Durch Versuche hat sich nämlich die Erkenntnis bestätigt, daß das Magnetfeld auf das Feststoffgemisch bereits lange vor Erreichen des Scheitelpunktes einwirkt und die Materialbestandteile schon frühzeitig Relativbewegungen vollführen, so daß das Wechselmagnetfeld diese Teile beim Erreichen des Scheitelpunktes bzw. der Material-Abwurfzone nicht gewünscht beeinflussen kann, was den Trenneffekt beeinträchtigt. Bedingt durch die stationäre, einen großen Krümmungsradius aufweisende Gleitbahn steht jedoch - ohne die Anlagengröße insgesamt zu erhöhen und ohne die mechanischen Probleme im Vergleich zu einer rotierenden Trommel - unter der Gleitbahn ein Freiraum zur Verfügung, der ausreicht, neben dem Magnetfelderzeuger auch noch einen, vorzugsweise sowohl in als auch entgegen der Förderrichtung verstellbaren, Leitkörper aufzunehmen. Das Verstellen des Leitkörpers ermöglicht Anpassungen an die jeweilige Lage des Magnetfelderzeugers.
  • Wenn sich der Leitkörper, vorteilhaft ausgehend von dem in Transportrichtung hinteren Ende der Gleitbahn, nach vorne erstreckt, läßt sich erreichen, daß das zugeführte Fest stoffgemisch auf dem Fördergurt ruhig, d.h. ohne von dem Magnetfeld gestört zu werden, liegenbleibt, bis es den Scheitelpunkt der Gleitbahn und die sich anschließende Material-Abwurfzone erreicht hat, in der die volle Kraft des Magnetfeldes die Nichteisen-Metalle durchflutet.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist mit Abstand über der Krümmung der Gleitbahn im Magnetfeld des Magnetfelderzeugers ein Richtkörper angeordnet. Dieser besteht vorzugsweise aus magnetisch gut und elektrisch schlecht leitfähigem Material. Unter einem Richtkörper, der beispielsweise eine ebene oder gekrümmte Platte sein kann, wird ein die von dem Magnetrotor erzeugten Feldlinien in Richtung auf seine Oberfläche ausrichtender, d.h. anziehender Gegenstand verstanden; die Feldlinien lassen sich damit so konzentrieren, daß auch auf diese Weise eine maximale Kraftwirkung des Magnetfeldes auf die NE-Metalle im Bereich der Materialabwurfzone begünstigt wird.
  • Vorteilhaft ist ein Richtkörper, der sich verstellen läßt. Wenn der Richtkörper sowohl radial einstellbar als auch auf einem Radius um die Drehachse bzw. den Drehpunkt des Magnetfelderzeugers zu verschwenken angeordnet ist, läßt sich sein Abstand zur Gleitbahn bzw. zum Magnetfelderzeuger an die in dem Feststoffgemisch enthaltenen Fraktionen anpassen, wobei dieser Abstand der eineinhalb- bis dreifachen Größe des größten Korndurchmessers des verarbeiteten Materials entsprechen sollte; außerdem kann er genau in den Bereich der Material-Abwurfzone verschwenkt werden.
  • Vorzugsweise ist die Breite des Leit- und des Richtkörpers gleich der Breite des Magnetfelderzeugers. Damit läßt sich die Kraftwirkung des Magnetfeldes über den gesamten Bereich der Materialabwurfzone optimieren.
  • Es empfiehlt sich, daß der Leit- und der Richtkörper gekühlt sind, wozu diese Bauteile beispielsweise von Öl durchströmte Kühlrippen und/oder Kühlrohrleitungen aufweisen können. Eine aufgrund der Wirbelstromdurchflutung zurückzuführende übermäßige Erwärmung des Richt- und/oder Leitkörpers läßt sich somit vermeiden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Wirbelstromscheidevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Gleitbahn in der Abscheidezone oberhalb eines dort angeordneten Magnetfelderzeugers in Form eines Magnetrotors, in schematischer Seitenansicht;
    Fig. 2
    den gemäß Fig. 1 neben der Gleitbahn gelagerten Magnetrotor, in der Seitenansicht als Einzelheit vergrößert dargestellt; und
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch eine der Gleitbahn gemäß Fig. 1 vorgeschaltete, als Trog ausgebildete Gleitfläche für einen Fördergurt.
  • Bei einer im Rahmen der erfindungsgemäßen Wirbelstromscheidevorrichtung bevorzugten Anlage mit einem Gurtförderer wird gemäß Fig. 1 ein Nichteisen-Metalle enthaltendes Feststoffgemisch von einem nicht dargestellten Zuführförderer, beispielsweise einer Vibrationsrinne, am Aufgabeende 1 auf einen Fördergurt 2 aufgegeben. Der in Transportrichtung 3 (vgl. den Pfeil) umlaufende Fördergurt 2 umschlingt an dem in Transportrichtung 3 vorderen Ende eine als Viertelhohlzylindersegment ausgebildete Gleitbahn 4; außerdem wird der Fördergurt 2 von einer am Aufgabeende 1 angeordneten, hinteren Umlenktrommel 5 und einer vorderen, angetriebenen Umlenktrommel 6 (Trommelmotor) umgelenkt. Der Gleitbahn 4 ist eine den Abstand von der hinteren Umlenktrommel 5 bis zur Stoßstelle 7 des in Transportrichtung 3 rückwärtigen Endes der Gleitbahn 4 überbrückende, gemäß Fig. 3 als Trog 8 mit Seitenwänden 9 ausgebildete Gleitfläche 10 vorgeschaltet. Die Gleitfläche 10 bzw. der Trog 8 ermöglichen in Verbindung mit der sich nahtlos anschließenden, schalenartigen Gleitbahn 4 eine Gleitführung und Abstützung des Obertrums 11 des Fördergurtes 2; die Seitenwände 9 des Trogs 8 verhindern, daß auf den Fördergurt 2 aufgegebenes Material auf dem Weg vom Aufgabeende 1 bis zur Stoßstelle 7 herunterfällt. Wie in Fig. 1 für die Umlenktrommeln 5, 6 schematisch dargestellt ist, ist der Gurtförderer über Träger 12 mit dem Fundament 13 verankert.
  • Neben der Gleitbahn 4, unterhalb der Ebene des Fördergurtes 2 ist in einem geschlossenen Gehäuse 14 ein im Rahmen der Erfindung als Magnetfelderzeuger bevorzugter Magnetrotor 15 in einer Schwinge 16 gelagert, um deren Drehpunkt 17 er sich in Richtung des Doppelpfeiles 18 verschwenken läßt; außerdem ist der Magnetrotor 15 in Pfeilrichtung 19 radial verstellbar angeordnet, so daß er auf beliebigen Kurvenbahnen verschwenkt werden kann. Wie im einzelnen in Fig. 2 dargestellt ist, weist der Magnetrotor 15 sich in Längsrichtung der Rotorwelle 20 erstreckende, mit abwechselnder Nord-Südpolung im Grundkörper 21 befestigte Reihen von Permanentmagneten 22 auf; es ist immer eine solche Polzahl zu wählen, die eine abwechselnde Polart ermöglicht. Die Lage der Rotorwelle 20 unterhalb der Gleitbahn 4 in dem Gehäuse 14 und damit der Wirkbereich der Permanentmagnete 22 kann in der durch die Vertikale 23 und die Horizontale 24 in etwa begrenzten Abwurfzone, die den Bereich definiert, in dem das dem Fördergurt 2 aufliegende Feststoffgemisch aufgrund der Schwerkraft ins Fallen kommt, verstellt werden. Der Luftspalt 25 zwischen dem Magnetrotor 15 und der Innenfläche der Gleitbahn 4 ist in diesem - außerdem die durch die strichpunktierten Linien verdeutlichte - Material-Abwurfzone 26 aufweisenden Bereich am geringsten.
  • Das mittels des Fördergurtes 2 bis über die Vertikale 23 hinaus, weit in den Bereich der Abwurfzone transportierte Gemisch befindet sich schon in einer Wurfparabel 27, für die sich aufgrund der an der Material-Abwurfzone 26, die auf einer der optimalen Wirkung des Magnetrotors 15 entsprechenden Wirklinie 28 liegt, vollwirksamen Kraft des Wirbelstromes ein am weitesten aussen liegender Kurvenverlauf mit einer entsprechend starken Auslenkung der Nichteisen-Metalle ergibt. Die entsprechend der Wurfparabel 27 ausgelenkten Nichteisen-Metalle fallen definiert in einen von der Sammelstelle für die übrigen Gemisch-Bestandteile entfernt befindlichen, nicht dargestellten Sammelbehälter. Mittels eines mit seinem Scheitelpunkt in im wesentlichen horizontaler Richtung einstellbaren Trennsattels 29 wird die Trennung in wertvolle Nichteisen-Metalle und die übrigen Bestandteile unterstützt. Die letzteren Bestandteile fallen gemäß Pfeil 30 im wesentlichen ohne Auslenkung nach unten und gelangen in Transportrichtung 3 gesehen in einen Bereich vor dem Trennsattel 29.
  • Die Gleitführung des Fördergurtes 2 im Bereich des Magnetrotors 15 mittels der stationären, als Viertelhohlzylindersegment ausgebildeten Gleitbahn 4, über die der Fördergurt 2 von der angetriebenen Umlenktrommel 6 gezogen wird, schafft unterhalb der Gleitbahn 4 in dem Gehäuse 14 einen ausreichenden Freiraum, um darin einen Leitkörper 31 anzuordnen, beispielsweise starr mit den Seitenwänden des Gehäuses 14 zu verbinden. Der Leitkörper 31 erstreckt sich oberhalb des Magnetrotors 15 axial in Transportrichtung 3 und ermöglicht einen Magnetschluß nach unten, zurück zum Magnetrotor 15, d.h. die Feldlinien des von dem Magnetrotor 15 erzeugten Wechselmagnetfeldes werden gezielt gerichtet und kanalisiert. Das verhindert, daß das Magnetfeld das auf dem Fördergurt 2 in dem Bereich zwischen der Stoßstelle 7 und der Vertikalen 23 liegende Feststoffgemisch beeinflußt; die Bestandteile des Feststoffgemischs bleiben somit ruhig auf dem Fördergurt 2 liegen, bis sie den Krümmungsbereich der Gleitbahn 4 erreicht haben und dort in der Material-Abwurfzone 26 der größten Magnetkraft ausgesetzt sind.
  • Die Güte des Trenneffektes, insbesondere, wenn in dem zugeführten Feststoffgemisch Fraktionen kleiner Korngröße enthalten sind, wird weiterhin durch einen Richtkörper 32 verbessert, der sich über der Krümmung der Gleitbahn 4 befindet, und sich - wie auch der Leitkörper 31 - über die gesamte Breite des Magnetrotors 15 erstreckt. Der Richtkörper 32 bewirkt nämlich, daß sich die Feldlinien des von dem Magnetrotor 15 erzeugten Wechselmagnetfeldes bis zu dem Richtkörper 32 verlängern, der die Feldlinien anzieht und in gewünschter Weise konzentriert.

Claims (24)

  1. Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einem Feststoffgemisch mittels eines Wechselmagnetfeldes, mit einem endlos umlaufenden Fördergurt (2), der das Feststoffgemisch einem im Bereich einer vorderen Umlenkung des Fördergurtes angeordneten Wechselmagnetfelderzeuger (15) zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Umlenkung als schalenartige, stationäre Gleitbahn (4) aus einem elektrisch schlecht leitfähigen Material ausgebildet und der Wechselmagnetfelderzeuger (15) unter der Gleitbahn (4) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (4) von der Kreisform abweichend gekrümmt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (4) als Segment eines Hohlzylinders ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Magnetrotor (15) als Magnetfelderzeuger.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahn (4) Teil eines den Magnetfelderzeuger (Magnetrotor 15) einkapselnden Gehäuses (14) ist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Magnetfelderzeugers (Magnetrotor 15) einstellbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fördergurt (2) über die Gleitbahn (4) geführt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch zwei den Fördergurt (2) umlenkende Trommeln (5, 6).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in Transportrichtung (3) des Fördergurtes (2) vordere Umlenktrommel (6) angetrieben ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Umlenktrommel (6) verstellbar gelagert ist.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Umlenktrommel (6) als Bandrollen-Magnetscheider ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das horizontale Obertrum (11) des Fördergurtes (2) auf einer Gleitfläche (10) aufliegt.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (10) in Form eines Troges (8) ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (10) den Abstand von der hinteren Umlenktrommel (5) bis zu der Gleitbahn (4) überbrückt.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich in dem Raum unterhalb der Gleitbahn (4) und oberhalb des Magnetrotors (15) axial in Transportrichtung (3) erstreckender Leitkörper (31) im Magnetfeld des Magnetfelderzeugers (Magnetrotor 15) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der Leitkörper (31) aus magnetisch gut und elektrisch schlecht leitfähigem Material besteht.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Leitkörper (31) ausgehend von dem in Transportrichtung (3) hinteren Bereich der Gleitbahn (4) nach vorne erstreckt.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (31) in und entgegen der Förderrichtung (3) verstellbar ist.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand über der Krümmung der Gleitbahn (4) im Magnetfeld des Magnetfelderzeugers (Magnetrotor 15) ein Richtkörper (32) angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtkörper (32) verstellbar ist.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtkörper (32) aus magnetisch gut und elektrisch schlecht leitfähigem Material besteht.
  22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Leit- und des Richtkörpers (31 bzw. 32) gleich der Breite des Magnetfelderzeugers (Magnetrotor 15) ist.
  23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Richtkörper (32) ein mit etwa der Geschwindigkeit des Fördergurtes (2) umlaufender Rotor ist.
  24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Leit- und/oder der Richtkörper (31 bzw. 32) gekühlt sind.
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