EP1335797A1 - Vorrichtung zum abtrennen von nichtmagnetisierbaren metallen und fe-anteilen aus einer feststoffmischung und verfahren zum betreiben der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum abtrennen von nichtmagnetisierbaren metallen und fe-anteilen aus einer feststoffmischung und verfahren zum betreiben der vorrichtung

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EP1335797A1 EP01996434A EP01996434A EP1335797A1 EP 1335797 A1 EP1335797 A1 EP 1335797A1 EP 01996434 A EP01996434 A EP 01996434A EP 01996434 A EP01996434 A EP 01996434A EP 1335797 A1 EP1335797 A1 EP 1335797A1
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Description

Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffraischung und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifit eine Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen, und vorhandenen Fe-Anteilen aus einer Feststoflmischung mittels einer auf einem Stator gelagerten und um diesen rotierenden Trommel, in der ein rotierender, mit Permanentmagneten bestückter Magnetrotor exzentrisch angeordnet und im Stator gelagert ist. Die Erfindung betrifit ferner ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.
Stand der Technik
Derartige gattungsähnliche Vorrichtungen bzw. Verfahren sind zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen bekannt.
Schon die DE-Cl-38 23 944 schlägt ein in einer Gurttrommel mit höherer Drehgeschwindigkeit als die der Gurttrommel angetriebenes Magnetsystem vor, bei der der Außendurchmesser des Magnetsystems geringer als der lichte Innendurchmesser der Gurttrommel und vor allen Dingen das Magnetsystem in der Gurttrommel exzentrisch angeordnet ist.
Weiterentwickelt wurde diese Vorrichtung gemäß der DE-Cl-38 17 003 dahingehend, daß der exzentrisch angeordnete Magnetrotor in seiner Lage im Quadranten der Materialabwurfzone und damit der Wirkbereich des vom Magnetrotor erzeugten Wechselmagnetfeldes durch radiales Verstellen einstellbar ist.
Um den Trenneffekt aus eingangs beschriebenen Feststoffgemischen, nach vorheriger Separierung der Fe- Anteile, hinsichtlich der ΝE-Metalle zu verbessern, wurde gemäß der DE-C2-195 21 415 durch eine konstruktive Verknüpfung bewährter technischer Mittel, und zwar vom Aufgabebereich des Feststoffgemisches über den weiteren Förder- und Abwurfbereich bis hin zu den durch die Wurfparabeln gebildeten Trennzonen, erreicht, daß sich die Sortenreinheit in den einzelnen Materialfraktionen weiter konzentriert.
Die Suche nach Wertstoffen im Recyclingbereich ist noch nicht abgeschlossen, und es stellen sich neue Probleme.
Beim Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen wie NE-Metallen aus Feststoffinischun- gen, die nach dem Separieren der Fe-Fraktion aus z.B. einer Shredderleichtfraktion gewonnen wird, ist es erforderlich, die Sortenreinheit der NE-Metallfraktionen wegen des zu erzielenden Preises zu erhöhen aber auch Massenströme von Feststoflniischungen rationell in die verwertbaren Fraktionen zu trennen.
So zeigt die Praxis, daß die eingangs beschriebenen Feststofϊmischungen immer noch - trotz vorheriger Fe-Separierung - Reste von Fe enthalten.
Das Bewältigen von Massenströmen an Feststofϊmischungen über eingangs beschriebene Vorrichtungen führte u.a. zu einer extrem breiten Auslegung der Trommeln und den darin rotierenden, exzentrisch angeordneten Magnetrotoren. Daraus ergaben sich Schwingungen, die sich sowohl im Konstruktionssystem als auch im Hinbück auf den Trenneffekt negativ auswirkten.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die den Anforderungen der industriellen Trennung von nichtmagnetisierbaren Metallen und noch vorhandenen Fe-Anteilen aus Feststofϊmischungen, wie z.B. nach der Separierung der Fe-Fraktion aus der Shredderleichtfraktion gewonnen, gerecht wird. Dabei soll die Sortenreinheit vor allem der NE-Metalle gewährleistet sein, d.h., daß aber auch die noch vorhandenen Fe-Anteile für sich zu separieren sind. Insbesondere ist dabei das Problem zu lösen, die bei extrem breiten Trommeln und ggf. damit verbundenen Förderbandsystemen auftretenden Schwingungen und entsprechende Resonanzen im Konstruktionssystem weitge- hend zu eliminieren. Das zugehörige Verfahren soll die Gewährleistung der Sortenreinheit unterstützen.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der Vorrichtungsaiisprüche 1 bis 19 und des Verfahrensanspruches 20 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend an einem komplexen Aüsführungsbeispiel beschrieben, wobei verschiedene Gestaltungsvarianten der Vorrichtung dargestellt werden, die in ihrer Gesamtheit der Lösung der Aufgabe dienen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Trommel mit darin exzentrisch angeordnetem
Magnetrotor und einem erfindungsgemäßen Ausgleichgewicht, ^ ,
Fig. 2 den Querschnitt nach Fig. 1 mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ausgleichgewicht und Transportmagnet,
Fig. 3 die schematische Darstellung der Vorrichtung in einem Förderbandsystem mit nachgeordnetem Trennscheitel und Mitteln zur Einstellung des Trennscheitels,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines Förderbandsystems mit auf dem Förderband umlaufender Rippe und je einem den Förderbandbereichen nachgeord- neten Trennscheitel und
Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen Trommelmantel.
Bester Weg zur Ausfuhrung der Erfindung
Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer auf einem Stator 1 gelagerten und um diesen rotierenden Trommel 2, in der ein rotierender, mit Permanent- magneten 3 bestückter Magnetrotor 4 exzentrisch angeordnet und im Stator 1 gelagert ist. Die Funktion und Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen aus einer Feststoffinischung ist ausführlich in den zum Stand der Technik zitierten Schriften erläutert.
Da bei derartigen Vorrichtungen zur Beeinflussung des Trenneffektes der Winkel durch Schwenken des im Stator 1 exzentrisch angeordneten Magnetrotors 4 zu verstellen ist, wird erfindungsgemäß ein Ausgleichgewicht 1.1 zum Massenausgleich am Stator 1 angeordnet. Dieses Ausgleichgewicht 1.1 erfüllt zugleich die Funktion eines Schwingungsdämpfers, insbesondere bei extremen Breiten der Trommel 2 bzw. eines Förderbandsystems 5, 5.1, wie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt.
Um aus dem Feststoffgemisch neben den übücherweise abzutrennenden nichtmagnetischen MetaUen auch die noch vorhandenen Fe-Anteile abzutrennen, ist das Ausgleichgewicht 1.1 in einer Baueinheit mit einem Transportmagnet 1.2 bzw. als Magnet ausgebildet, wobei es in seiner Form der Trommel 1 angepaßt ist.
Zur Optimierung des Wirkungsgrades des Magnetfeldes und letztüch des Trenneffektes wird die Form des Ausgleichgewichtes 1.1 entsprechend dem zu erzeugenden Magnetfeld und technologisch günstig sichelförmig gestaltet.
In Kombination dazu wird der Magnetrotor 4 mit Permanentmagneten 3 bestückt, die hinsichtüch der Form, der Maße und der Polaritäten sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Magnetrotors 4 unterschiedüch ausgeführt sein können.
Allein mit einer so ausgeführten Vorrichtung wird ermögücht, daß diese den Anforderungen des durch die Erfindung zu lösenden, eingangs dargesteüten Problems entspricht.
Wird die Trommel 2 mit dem exzentrisch angeordneten Magnetrotor 4 als Kopftrommel in einem endlosen, die FeststofSnischung zuführenden Förderbandsystem 5 mit Förderband 5.1 (Fig. 3, 4) eingeordnet und ein Trennscheitel 6 nachgeordnet, sind die jeweüige Zusammen- setzung der separierten Fraktion erkennende Mittel 7, wie z.B. eine Kamera, vorgesehen, die mit einer SteUvorrichtung 9 zusammenwirken, welche den Trennscheitel 6 auf eine konzentrierte Sortenreinheit der Fraktion einsteüt.
Weiter unterstützend auf den Trenneffekt wirkt, daß
die Geschwindigkeit der Trommel und die Drehzahl des Magnetrotors 4
auf den Strom der Feststoffmischung bzw. deren Zusammensetzung eingestellt und der Magnetrotor 4 sowohl im Winkel um die Drehachse der Trommel 2 als auch bezogen auf den Abstand seiner Achse zur Drehachse der Trommel 2 im Hinbück auf die zu erzeugenden Wurfparabeln der zu trennenden NE-Metalle versteUt wird.
Bei einem Förderbandsystem 5 und Förderband 5.1 mit großer Breite ist es für bestimmte Anwendungsfälle zum Trennen von Feststoffgemischen sinnvoU, das Förderband 5.1 in zwei Bereiche durch eine umlaufende Rippe 10 aufzuteilen, diesen Bereichen je einen Trennscheitel 6.1, 6.2 nachzuordnen und diese Trennscheitel 6.1, 6.2 unabhängig voneinander so einzustehen, daß unterschiedüche Materiaüen von Feststoffgemischen einer Vorreinigung und einer Nachreinigung unterzogen werden können.
Um das Förderband 5.1 auf der insbesondere breiten Trommel 2 zu führen, ohne daß das Förderband 5.1 die Lauffläche bzw. den Trommelmantel 2.1. der Trommel 2 verläßt, wird gemäß Fig. 5 eine als Wulst im Förderband 5.1 ausgestaltete Führungsrippe 11 vorgesehen, die in einer umlaufenden Nut 12 des Trommelmantels 2.1 läuft und geführt ist.
Die oberen Kanten des Trennscheitel 6, 6.1, 6.2 können zur Verbesserung der Trennquaütät als nicht dargesteUte rotierende Roüe ausgebildet sein. Bei den zutreffenden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert ein Abstreifer 8 (Fig. 3) an dem äußeren Mantel 2.1 der Trommel 2 das schädüche Eintreten von Fraktionspartikeln zwischen Förderband 5.1 und Trommelmantel 2.1.
Für die industrieUe Praxis ist es mit entscheidend, ein Verfahren bereitzustellen, welches bei einem eventueUen SpannungsausfaU trotzdem die Trennquaütät bis zum Stillstand des Antriebssystems sichert. Für diesen FaU sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, die Energie des noch rotierenden Magnetrotors 4 für den nicht dargesteUten Motor zum Antrieb des Förderbandsystems 5 zu verwenden, um die Trommel 2 mindestens solange über den nun als Generator wirkenden anderen, nicht dargestellten Motor des Magnetrotors 4 zu betreiben, bis die bei Spannungsausfaü noch auf dem Förderbandsystem 5 verbüebene Rest-Feststoffmischung separiert ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Mit der Erfindung werden für die Industrie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren MetaUen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffinischung bereit gesteht, die neben einer kompakten Gerätekonfiguration ein hohes Maß an Trennquaütät und Sortenreinheit der zu erzeugenden Fraktionen sichern.
Bezugszeichenliste
1 — Stator
1.1 = Ausgleichgewicht
1.2 = Transportmagnet
2 = Trommel
2.1 = Trommelmantel
3 = Permanentmagnet
4 = Magnetrotor
5 = Förderbandsystem
5.1 = Förderband
6 = Trennscheitel
6.1 = erster Trennscheitel
6.2 = zweiter Trennscheiti
7 = Mittel, Kamera
8 = Abstreifer
9 = SteUvorrichtung
10 = umlaufende Rippe
11 = Führungsrippe
12 = Führungsnut

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von
nichtmagnetisierbaren Metaüen, insbesondere NE-Metallen, und vorhandenen Fe- Anteilen aus einer Feststof-mischung mittels einer auf einem Stator (1) gelagerten und
um diesen rotierenden Trommel (2), in der ein rotierender, mit Permanentmagneten (3) bestückter Magnetrotor (4) exzentrisch angeordnet und im Stator (1) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (1) ein Ausgleichgewicht (1.1) zum Massenausgleich aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) als Schwingungsdämper ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Ausgleichgewicht (1.1) zum Massenausgleich und/oder mit Funktion als Schwingungsdämpfer bei VersteUung des Winkels durch Schwenken des im Stator (1) exzentrisch angeordneten Magnetrotors (4).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen im
Bereich des Ausgleichgewichtes (1.1) angeordneten Transportmagnet (1.2) zur Aussonderung der in den Nichtmetaüen enthaltenen Fe-Anteile.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) und der Transportmagnet (1.2) eine Baueinheit büden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichgewicht (1.1) als Magnet ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichgewicht (1.1) in seiner Form dem Trommelmantel (2.1) der Trommel (2)
angepaßt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) in seiner Form dem zu erzeugenden Magnetfeld angepaßt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgleichgewicht (1.1) in seinem Schnitt quer zur Achse der Trommel (2) sichelförmig gestaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetrotor (4) mit Permanentmagneten (3) bestückt ist, die hinsichtüch der Form, der Maße und der Polaritäten sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Magnetrotors (4) unterschiedüch ausgeführt sein können.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (2) mit dem darin exzentrisch angeordneten Magnetrotor (4) als Kopftrommel in einem endlosen, die Feststoffinischung führenden Förderbandsystem (5) eingeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Vorrichtung mindestens ein Trennscheitel (6) nachgeordnet ist, der in Zusammenwirkung mit einem die jeweiüge Zusammensetzung der separierten Fraktion erkennenden Mittel
(7), wie z.B. Kamera, mittels einer SteUvorrichtung (9) einsteUbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Trommel (2) einsteUbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Magnetrotors (4) einsteUbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der im Stator (1) angeordnete Magnetrotor (4) sowohl im Winkel um die Drehachse der Trommel (2) als auch bezogen auf den Abstand seiner Achse zur Drehachse der Trommel (2) versteUbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Förderband (5.1) des Förderbandsystems (5) eine Führungsrippe (11) aufweist, die in einer umlaufenden Nut (12) des Trommelmantels (2.1) geführt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das
Förderbandsystem (5.1) in zwei Bereiche durch eine umlaufende Rippe (10) geteüt ist, diesen Bereichen je ein Trennscheitel (6.1, 6.2) nachgeordnet ist, wobei diese Trenn¬
scheitel (6.1, 6.2) unabhängig voneinander einstellbar sind, und so unterschiedüche Materiaüen von Feststoffgemischen einer Vorreinigung und einer Nachreinigung unterzogen werden können.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante der Trennscheitel (6, 6.1, 6.2) zur Verbesserung der Trennquaütät als rotierende RoUe ausgebüdet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen Abstreifer (8) an dem Trommelmantel (2.1) der Trommel (2).
20. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß bei SpannungsausfaU für den Motor zum Antrieb des
Förderbandsystems (5) die Energie des rotierenden Magnetrotors (4) verwendet wird, um die Trommel (2) mindestens solange über den nun als Generator wirkenden anderen Motor des Magnetrotors (4) zu betreiben, bis die bei SpaimungsausfaU noch auf dem Förderbandsystem (5) verbüebene Rest-Feststoffinischung separiert ist.
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