EP1335797B1 - Vorrichtung zum abtrennen von nichtmagnetisierbaren metallen und fe-anteilen aus einer feststoffmischung und verfahren zum betreiben der vorrichtung - Google Patents
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- EP1335797B1 EP1335797B1 EP01996434A EP01996434A EP1335797B1 EP 1335797 B1 EP1335797 B1 EP 1335797B1 EP 01996434 A EP01996434 A EP 01996434A EP 01996434 A EP01996434 A EP 01996434A EP 1335797 B1 EP1335797 B1 EP 1335797B1
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- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
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- B03C1/14—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with cylindrical material carriers with non-movable magnets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- 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
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- 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 with a system operated by a motor for separating non-magnetizable metals, in particular non-ferrous metals, and existing Fe fractions from a solids mixture by means of a drum mounted on a rotating and rotating drum, in which a rotating, with permanent magnets equipped magnet rotor is arranged eccentrically and stored in the stator.
- the invention further relates to a method for operating the device.
- This device has been further developed according to DE-C1-38 17 003 to the effect that the eccentrically arranged magnetic rotor is adjustable in its position in the quadrant of the material discharge zone and thus the effective range of the alternating magnetic field generated by the magnetic rotor by radial adjustment.
- the invention has as its object to provide a device of the type mentioned, which meets the requirements of the industrial separation of non-magnetizable metals and still existing Fe contents of solid mixtures, such as obtained after separation of the Fe fraction from the shredder light fraction ,
- the variety purity should be ensured especially of non-ferrous metals, ie, but that also the remaining Fe fractions are to be separated for themselves.
- the problem is to be solved, the oscillations occurring in extremely wide drums and possibly associated conveyor belt systems and corresponding resonances in the construction system largely to eliminate.
- the associated procedure is intended to support the guarantee of varietal purity.
- the device according to the invention consists of a mounted on a stator 1 and rotating around this drum 2, in which a rotating, with permanent magnets 3 fitted magnet rotor 4 is arranged eccentrically and stored in the stator 1.
- a rotating, with permanent magnets 3 fitted magnet rotor 4 is arranged eccentrically and stored in the stator 1.
- a balance weight 1.1 is arranged according to the invention for mass balance on the stator 1.
- This balance weight 1.1 also fulfills the function of a vibration damper, in particular in the case of extreme widths of the drum 2 or a conveyor belt system 5, 5.1, as shown in FIGS. 3, 4 and 5.
- the balance weight is 1.1 in a unit with a transport magnet 1.2 or formed as a magnet, wherein it is adapted in its shape of the drum 1.
- the shape of the balance weight 1.1 is designed in accordance with the magnetic field to be generated and technologically favorable sickle-shaped.
- the magnet rotor 4 is equipped with permanent magnets 3, which can be designed differently in terms of shape, dimensions and polarities in both the radial and axial directions of the magnet rotor 4.
- the solid mixture feeding conveyor belt system 5 with conveyor belt 5.1 (Fig. 3, 4) arranged and downstream of a separating apex 6, the respective composition the separated fraction detecting means 7, such as a camera, provided, which cooperate with an adjusting device 9, which adjusts the separating vertex 6 to a concentrated purity of purity of the fraction.
- the tread or the drum shell 2.1. leaves the drum 2, 5 is provided as a bead in the conveyor belt 5.1 guide rib 11, which runs in a circumferential groove 12 of the drum shell 2.1 and is guided as shown in FIG ..
- the upper edges of the separating vertex 6, 6.1, 6.2 may be formed to improve the separation quality as a rotating role, not shown.
- a scraper 8 (FIG. 3) on the outer casing 2.1 of the drum 2 prevents the harmful entry of fraction particles between the conveyor belt 5.1 and the drum casing 2.1.
- the inventive method provides to use the energy of the still rotating magnet rotor 4 for the motor, not shown, for driving the conveyor belt system 5 to the drum 2 at least as long as acting as a generator other, not shown motor of the magnet rotor 4 operate until the voltage remaining on the conveyor belt system 5 remaining residual solids mixture is separated.
- an apparatus and a method for separating non-magnetizable metals and Fe fractions from a solid mixture are provided for the industry, which ensure a high degree of separation quality and purity of the type of fractions to be produced in addition to a compact device configuration.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen, und vorhandenen Fe-Anteilen aus einer Feststoffinischung 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 betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.
- Derartige gattungsähnliche Vorrichtungen bzw. Verfahren sind zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen bekannt.
Schon die DE-C1-38 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-C1-38 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 NE-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 Feststoffmischungen, die nach dem Separieren der Fe-Fraktion aus z.B. einer Shredderleichtfiaktion gewonnen wird, ist es erforderlich, die Sortenreinheit der NE-Metallftaktionen wegen des zu erzielenden Preises zu erhöhen aber auch Massenströme von Feststoffmischungen rationell in die verwertbaren Fraktionen zu trennen.
- So zeigt die Praxis, daß die eingangs beschriebenen Feststoffmischungen immer noch - trotz vorheriger Fe-Separierung - Reste von Fe enthalten.
- Das Bewältigen von Massenströmen an Feststoffmischungen 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 Hinblick auf den Trenneffekt negativ auswirkten.
- 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 Feststoffmischungen, 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 weitgehend zu eliminieren. Das zugehörige Verfahren soll die Gewährleistung der Sortenreinheit unterstützen.
- Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der Vorrichtungsansprüche 1 bis 19 und des Verfahrensanspruches 20 gelöst.
- Die Erfindung wird nachstehend an einem komplexen Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei verschiedene Gestaltungsvarianten der Vorrichtung dargestellt werden, die in ihrer Gesamtheit der Lösung der Aufgabe dienen.
- 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 nachgeordneten Trennscheitel und
- Fig. 5
- einen Teilschnitt durch einen Trommelmantel.
- 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 Permanentmagneten 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 Feststoffmischung 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 üblicherweise abzutrennenden nichtmagnetischen Metallen 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 letztlich 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 hinsichtlich der Form, der Maße und der Polaritäten sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Magnetrotors 4 unterschiedlich ausgeführt sein können.
- Allein mit einer so ausgeführten Vorrichtung wird ermöglicht, daß diese den Anforderungen des durch die Erfindung zu lösenden, eingangs dargestellten Problems entspricht.
- Wird die Trommel 2 mit dem exzentrisch angeordneten Magnetrotor 4 als Kopftrommel in einem endlosen, die Feststoffmischung zuführenden Förderbandsystem 5 mit Förderband 5.1 (Fig. 3, 4) eingeordnet und ein Trennscheitel 6 nachgeordnet, sind die jeweilige Zusammensetzung der separierten Fraktion erkennende Mittel 7, wie z.B. eine Kamera, vorgesehen, die mit einer Stellvorrichtung 9 zusammenwirken, welche den Trennscheitel 6 auf eine konzentrierte Sortenreinheit der Fraktion einstellt.
- Weiter unterstützend auf den Trenneffekt wirkt, daß
- die Geschwindigkeit der Trommel und
- die Drehzahl des Magnetrotors 4
- Bei einem Förderbandsystem 5 und Förderband 5.1 mit großer Breite ist es für bestimmte Anwendungsfälle zum Trennen von Feststoffgemischen sinnvoll, 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 einzustellen, daß unterschiedliche Materialien 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 Trennqualität als nicht dargestellte rotierende Rolle 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 schädliche Eintreten von Fraktionspartikeln zwischen Förderband 5.1 und Trommelmantel 2.1.
- Für die industrielle Praxis ist es mit entscheidend, ein Verfahren bereitzustellen, welches bei einem eventuellen Spannungsausfall trotzdem die Trennqualität bis zum Stillstand des Antriebssystems sichert. Für diesen Fall sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, die Energie des noch rotierenden Magnetrotors 4 für den nicht dargestellten 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 Spannungsausfall noch auf dem Förderbandsystem 5 verbliebene Rest-Feststoffmischung separiert ist.
- Mit der Erfindung werden für die Industrie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung bereit gestellt, die neben einer kompakten Gerätekonfiguration ein hohes Maß an Trennqualität und Sortenreinheit der zu erzeugenden Fraktionen sichern.
-
- 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 Trennscheitel
- 7 =
- Mittel, Kamera
- 8 =
- Abstreifer
- 9 =
- Stellvorrichtung
- 10 =
- umlaufende Rippe
- 11 =
- Führungsrippe
- 12 =
- Fühnmgsnut
Claims (20)
- Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere Nichteisen-Metallen, und vorhandenen Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung 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.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) als Schwingungsdämper ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Ausgleichgewicht (1.1) zum Massenausgleich und/oder mit Funktion als Schwingungsdämpfer bei Verstellung des Winkels durch Schwenken des im Stator (1) exzentrisch angeordneten Magnetrotors (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 Nichtmetallen enthaltenen Fe-Anteile.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) und der Transportmagnet (1.2) eine Baueinheit bilden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) als Magnet ausgebildet ist.
- 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.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (1.1) in seiner Form dem zu erzeugenden Magnetfeld angepaßt ist.
- 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.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetrotor (4) mit Permanentmagneten (3) bestückt ist, die hinsichtlich der Form, der Maße und der Polaritäten sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Magnetrotors (4) unterschiedlich ausgeführt sein können.
- 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 Feststoffmischung führenden Förderbandsystem (5) eingeordnet ist.
- 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 jeweilige Zusammensetzung der separierten Fraktion erkennenden Mittel (7), wie zB. Kamera, mittels einer Stellvorrichtung (9) einstellbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Trommel (2) einstellbar ist. '
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Magnetrotors (4) einstellbar ist.
- 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) verstellbar ist.
- 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.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderbandsystem (5.1) in zwei Bereiche durch eine umlaufende Rippe (10) geteilt ist, diesen Bereichen je ein Trennscheitel (6.1, 6.2) nachgeordnet ist, wobei diese Trennscheitel (6.1, 6.2) unabhängig voneinander einstellbar sind, und so unterschiedliche Materialien von Feststoffgemischen einer Vorreinigung und einer Nachreinigung unterzogen werden können.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kante der Trennscheitel (6, 6.1, 6.2) zur Verbesserung der Trennqualität als rotierende Rolle ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen Abstreifer (8) an dem Trommelmantel (2.1) der Trommel (2).
- Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Spannungsausfall 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 Spannungsausfall noch auf dem Förderbandsystem (5) verbliebene Rest-Feststoffmischung separiert ist.
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