ITRM930566A1 - PROCEDURE AND DEVICE FOR SEPARATING METAL PARTS FROM A MATERIAL FLOW. - Google Patents
PROCEDURE AND DEVICE FOR SEPARATING METAL PARTS FROM A MATERIAL FLOW. Download PDFInfo
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Description
Procedimento e dispositivo per separare parti metalliche da un flusso di materiale Process and device for separating metal parts from a flow of material
L'invenzione si riferisce a un procedimento per la separazione di parti di metallo da un flusso di materiale secondo la descrizione riportata nella rivendicazione 1. L'invenzione si riferisce inoltre ad un dispositivo per la realizzazione di questo procedimento. Tali procedimenti servono a proteggere le macchine di lavorazione collegate, contro i danni che potrebbero essere provocati dalle parti metalliche. Con la separazione delle parti metalliche deve essere impedita anche una -formazione di -scintille provocata dalle parti metalliche, formazione di scintille che pu? provocare un incendio in una macchina collegata. The invention relates to a process for separating metal parts from a material flow according to the description given in claim 1. The invention also relates to a device for carrying out this process. These procedures serve to protect the connected processing machines against damage that could be caused by the metal parts. With the separation of the metal parts must be prevented also a -formation of -sparks caused by the metal parts, formation of sparks that can? cause a fire in a connected machine.
Problemi di questo tipo si verificano, per esempio, nei sistemi trasportatori pneumatici per il trasporto di fibre di cotone nelle filande. In questo caso le fibre di cotone fornite in balle vengono allentate e, in una tubazione rigida, vengono immesse con una velocit? dell'aria di un massimo di 20 m/s in diverse stazioni di lavorazione. Il cotone grezzo contiene spesso impurit? metalliche, come per esempio viti, fili, ecc., che debbono essere separati dal flusso di materiale. Problemi analoghi si hanno, naturalmente, anche nei sistemi trasportatori per altri materiali, come per esempio tabacco, frumento, segatura di legno, ecc. Problems of this type occur, for example, in pneumatic conveyor systems for transporting cotton fibers in spinning mills. In this case the cotton fibers supplied in bales are loosened and, in a rigid pipe, are fed with a speed? air of up to 20 m / s at different processing stations. Raw cotton often contains impurities? metal, such as screws, wires, etc., which must be separated from the material flow. Similar problems naturally also arise in conveyor systems for other materials, such as tobacco, wheat, wood sawdust, etc.
Con il documento CH-A-618 991 o con il documento CH-A-676 475 sono gi? stati resi noti dispositivi analoghi dello stesso tipo, in cui un detector di metallo situato sulla tubazione rigida rileva il passaggio di una parte metallica, e in cui, dopo tale rilevamento viene attivato un dispositivo di separazione situato a valle del flusso. In questo caso il flusso di materiale viene deviato, durante un intervallo prestabilito di separazione, temporaneamente in una conduttura di scarico o in un recipiente di separazione. Necessariamente in tal modo non viene separata soltanto la parte metallica che disturba, ma viene separata anche una determinata quantit? del materiale trasportato, per cui la quantit? separata ? tanto pi? grande quanto pi? a lungo dura l'intervallo di separazione. Uno svantaggio dei procedimenti noti consiste ora nel fatto che l'intervallo della separazione si orienta secondo la velocit? pi? bassa delle parti metalliche. Poich?, infatti, le parti metalliche di dimensioni maggiori vengono trasportate ad una velocit? sostanzialmente minore rispetto a quella della miscela fibre/aria attraverso la conduttura di trasporto, l'intervallo di separazione non deve essere troppo breve, altrimenti potrebbe verificarsi il caso che la parte metallica attraversa il dispositivo di separazione soltanto quando ? gi? nuovamente ultimata la deviazione nel recipiente di separazione o nel tubo di scarico (dei rifiuti). I lunghi tempi di deviazione, necessari per motivi ?di sicurezza provocano, per?, anche notevoli quantit? di materiali nei recipienti di separazione, materiali che debbono essere nuovamente selezionati con un lungo lavoro manuale e immessi nuovamente nel sistema di trasporto. With the document CH-A-618 991 or with the document CH-A-676 475 are already? Similar devices of the same type have been disclosed, in which a metal detector located on the rigid pipe detects the passage of a metal part, and in which, after such detection, a separation device located downstream of the flow is activated. In this case, the material flow is diverted temporarily into a drain line or separation vessel during a predetermined separation interval. Necessarily, in this way, not only the metallic part that disturbs is separated, but a certain quantity is also separated. of the material transported, so the quantity? separate? much more? as large as more? the separation interval lasts for a long time. A disadvantage of the known methods now consists in the fact that the separation interval is oriented according to the speed. pi? of the metal parts. Since, in fact, the metal parts of larger dimensions are transported at a speed? substantially less than that of the fiber / air mixture through the transport duct, the separation interval must not be too short, otherwise it could happen that the metal part passes through the separation device only when? already? once again the diversion into the separation vessel or the (waste) drain pipe is completed. The long deviation times, necessary for safety reasons, however, also cause considerable quantities. of materials in the separation vessels, materials that have to be selected again with a long manual work and fed back into the conveyor system.
Pertanto un compito della presente invenzione consiste nel creare un procedimento del tipo indicato all'inizio della presente descrizione, con il cui aiuto sia possibile ridurre al minimo necessario la quantit? di materiale separata insieme alla parte metallica. Questo compito viene risolto, secondo la presente invenzione, con un procedimento che presenta le caratteristiche della rivendicazione 1. Se la disposizione 'dei sensori, infatti, non produce semplicemente un segnale di comando per l'attivazione vdel dispositivo di separazione, ma se serve a fornire informazioni circa la velocit? della parte metallica che affluisce sul dispositivo di separazione, il dispositivo, di separazione stesso pu? essere comandato in modo estremamente semplice, in dipendenza da questa velocit?. Le piccole particelle metalliche vengono trasportate ad una velocit? che corrisponde approssimativamente a quella della miscela fibra/aria. L'intervallo di separazione, di conseguenza, pu? essere mantenuto molto breve, in quanto la particella metallica raggiunge il dispositivo di separazione subito dopo aver attraversato la disposizione di sensori e, di conseguenza, ogni prolungamento dell'intervallo di separazione provoca soltanto una separazione, di per s? non voluta, delle fibre. Viceversa, una parte di metallo relativamente grande, come per esempio un martello, viene trasportata ad una velocit? molto bassa, cosa questa che rende necessario un intervallo di separazione corrispondentemente lungo. Therefore, a task of the present invention consists in creating a process of the type indicated at the beginning of the present description, with the help of which it is possible to reduce the quantity to the minimum necessary. of separate material together with the metal part. This task is solved, according to the present invention, with a process which has the characteristics of claim 1. If the arrangement of the sensors, in fact, does not simply produce a command signal for the activation of the separation device, but if it serves to provide information about the speed? of the metal part that flows on the separation device, the separation device itself can? be controlled in an extremely simple way, depending on this speed. Small metal particles are transported at a speed? which roughly corresponds to that of the fiber / air mixture. The separation interval, consequently, can? be kept very short, as the metal particle reaches the separation device immediately after passing through the sensor arrangement and, consequently, any extension of the separation interval only causes a separation, per se? unwanted, of the fibers. Conversely, a relatively large piece of metal, such as a hammer, is transported at a speed? very low, which necessitates a correspondingly long separation interval.
Le parti di metallo di grandi dimensioni e , quindi , lente, si presentano, per?, con minor frequenza , per cui con il procedimento descritto nella presente invenzione pu? essere realizzata^una notevole riduzione della quantit? di materiale separata. The metal parts of large dimensions and, therefore, slow, occur, however, with less frequency, so that with the process described in the present invention it is possible to be realized ^ a considerable reduction of the quantity? of separate material.
In modo particolarmente vantaggioso, come parametro supplementare, con la disposizione di sensori viene formato anche un segnale, proporzionalmente alla massa della parte di materiale che passa, in cui l'intervallo di separazione pu? essere ulteriormente ridotto in dipendenza di questo segnale, o pu? essere fatto variare in altro modo. La massa e la velocit? delle parti metalliche possono dare in tal modo - in combinazione - un segnale di comando ottimale per la determinazione dell'intervallo ideale di separazione. Nei dispositivi di comando moderni e programmabili ad immagazzinamento, o nei processori di segnali tale soluzione ? possibile senza un grande impegno. In particolare la massa pu? essere presa in considerazione come criterio per la distribuzione della velocit? media delle parti metalliche rispetto alla velocit? momentanea misura sulla disposizione di sensori. Le parti con una grande massa tendono, infatti, a muoversi a velocit? irregolare. Particularly advantageously, as an additional parameter, with the arrangement of sensors a signal is also formed, in proportion to the mass of the passing material part, in which the separation interval can? be further reduced depending on this signal, or can? be made to vary in another way. The mass and the speed? metal parts can thus - in combination - give an optimum control signal for determining the ideal separation range. In modern and programmable storage control devices, or in signal processors such a solution? possible without a great deal of effort. In particular, the mass can? be taken into consideration as a criterion for the distribution of speed? average of the metal parts with respect to the speed? momentary measure on the arrangement of sensors. The parts with a large mass tend, in fact, to move at high speed. irregular.
Un ulteriore miglioramento dell'efficienza pu? essere raggiunta se non soltanto l'intervallo di separazione stesso, ma anche il suo inizio viene influenzato dalla disposizione di sensori. Nei dispositivi gi? noti la deviazione inizia, infatti, subito dopo la risposta del sensore, in cui il sensore e il dispositivo di separazione sono disposti a una sufficiente distanza l'uno dall'altra, per cui si tiene conto dell'inerzia del sensore e del dispositivo di separazione. Nelle parti metalliche particolarmente lente non sarebbe, per?, necessario un inizio immediato della fase di deviazione. Questa fase pu? essere senz'altro ritardato con il diminuire della velocit?. A further improvement in efficiency can? be reached if not only the separation interval itself, but also its beginning is influenced by the arrangement of sensors. In the devices already? note the deviation begins, in fact, immediately after the response of the sensor, in which the sensor and the separation device are arranged at a sufficient distance from each other, so that the inertia of the sensor and of the detection device are taken into account separation. In the particularly slow metal parts, however, an immediate start of the deflection phase would not be necessary. This phase can? certainly be delayed with decreasing speed.
Nel caso del dispositivo per la realizzazione del procedimento in primo piano si trova la produzione di un segnale proporzionale alla velocit? di una parte metallica. Questa soluzione ?, in linea di principio, possibile con diversi mezzi. Preferibilmente sar? impiegato un detector metallico induttivo con il quale pu? essere prodotto un segnale elettrico dal quale pu? essere ricavata la velocit? ed eventualmente anche la massa della parte metallica. Possono essere impiegate, per?, senza problemi anche altre disposizioni di sensori. Per esempio sarebbe ipotizzabile che la velocit? venisse determinata con 1/aiuto di due sensori che sono disposti l'uno dopo l'altro sulla tubatura e che consentono, grazie alla distanza esistente tra loro, di trarre conclusioni circa la velocit?. La massa e la velocit? delle parti metalliche potrebbero essere determinate anche con differenti sensori. Infine, in determinati casi di impiego, sarebbe anche ipotizzabile che la disposizione dei sensori sia un detector a raggi X con il quale verrebbero determinate la grandezza e la? velocit? di una parte metallica. In the case of the device for carrying out the procedure in the foreground, is the production of a signal proportional to the speed? of a metal part. This solution is, in principle, possible by various means. Preferably it will be? used an inductive metal detector with which can? be produced an electrical signal from which can? be derived the speed? and possibly also the mass of the metal part. However, other sensor arrangements can also be used without problems. For example, it would be conceivable that the speed? was determined with the help of two sensors which are arranged one after the other on the pipe and which allow, thanks to the distance between them, to draw conclusions about the speed. The mass and the speed? of metal parts could also be determined with different sensors. Finally, in certain cases of use, it would also be conceivable that the arrangement of the sensors is an X-ray detector with which the size and the? speed of a metal part.
Un esempio di configurazione dell'invenzione ? rappresentato nei disegni e sar? descritto pi? dettagliatamente nei' punti che seguono. I significati delle figure sono i seguenti: A configuration example of the invention? represented in the drawings and will be? described more? in detail in the following points. The meanings of the figures are as follows:
Figura 1 una rappresentazione fortemente semplificata del dispositivo con disposizione di sensori e dispositivo di separazione, Figure 1 a highly simplified representation of the device with sensor arrangement and separation device,
Figura 2 La funzione del dispositivo di separazione rappresentata come curva, in dipendenza del tempo e, Figure 2 The function of the separation device represented as a curve, as a function of time and,
Figura Figure
da 3 a 6 Diverse curve di segnali formate sulla disposizione dei sensori a differenti masse e velocit?. 3 to 6 Different signal curves formed on the arrangement of sensors at different masses and speeds.
La Figura 1 mostra la struttura, di per s? nota, di un dispositivo per la separazione di parti metalliche. Un flusso di materiale 1, per esempio fibre allentate di cotone, scorre in direzione della freccia A in una tubazione 7 che rappresenta parte integrante di un sistema trasportatore pneumatico. Ad una sezione di tubo 6 non metallica ? disposto un detector metallico 3 induttivo. Questo detector ? in grado, secondo noti principi funzionali, di accertare la presenza di parti metalliche che passano attraverso la tubazione. In questo caso non ha alcuna importanza se queste parti siano di materiale ferromagnetico o no. In dipendenza dalla velocit? di flusso, a valle del flusso, dopo il detector 3, un dispositivo di separazione 4 ? integrato nella tubazione 2. Con l'aiuto di elementi di raccordo 15 ? possibile, in questo caso, tener conto di differenti diametri di tubo. Il dispositivo di separazione ? provvisto di un recipiente di separazione 15 in cui, partendo da una parete divisoria 16, ? disposto un setaccio 13. Se il funzionam?nto non ha disturbi, il recipiente di separazione 5 ? chiuso tramite una ribalta elastica. 7 ed una ribalta pneumatica 8. La ribalta elastica (a molla) 7 viene trattenuta nella posizione di chiusura sotto l'azione di un idoneo dispositivo elastico. La ribalta pneumatica 8 si trova ad accoppiamento operativo con un cilindro pneumatico 9 che pu? essere investito da aria compressa tramite una fonte di aria compressa 10 ed una valvola di comando 11. Figure 1 shows the structure itself? note, of a device for the separation of metal parts. A flow of material 1, for example loose cotton fibers, flows in the direction of the arrow A in a pipe 7 which represents an integral part of a pneumatic conveyor system. To a section of non-metallic pipe 6? an inductive metal detector 3 is arranged. This detector? able, according to known functional principles, to ascertain the presence of metal parts that pass through the pipe. In this case it does not matter whether these parts are made of ferromagnetic material or not. In dependence on the speed? downstream of the flow, after the detector 3, a separation device 4? integrated into the pipeline 2. With the help of connecting elements 15? In this case, it is possible to take into account different pipe diameters. The separation device? provided with a separation vessel 15 in which, starting from a dividing wall 16,? placed a sieve 13. If the operation is not disturbed, the separation vessel 5? closed by an elastic flap. 7 and a pneumatic flap 8. The elastic (spring) flap 7 is held in the closed position under the action of a suitable elastic device. The pneumatic tipper 8 is operationally coupled with a pneumatic cylinder 9 which can? be hit by compressed air through a source of compressed air 10 and a control valve 11.
In alternativa, il dispositivo di separazione potrebbe essere collegato anche ad una conduttura di scarico (di rifiuti) la quale immette le parti separate direttamente in un sistema di smaltimento. Alternatively, the separation device could also be connected to a discharge (waste) pipe which feeds the separated parts directly into a disposal system.
La valvola di comando 11 ? collegata ad un dispositivo di comando 12 nel quale vengono interpretati i segnali del detector metallico 3. Sul dispositivo di comando 12 possono essere impostati diversi parametri, come per esempio velocit? di flusso, tempo massimo di deviazione, ritardo del tempo di deviazione, ecc. The control valve 11? connected to a control device 12 in which the signals of the metal detector 3 are interpreted. Various parameters can be set on the control device 12, such as speed? flow rate, maximum deviation time, deviation time delay, etc.
Non appena una parte metallica passa attraverso il detector 3, in dipendenza della sua velocit? ed eventualmente della sua massa viene attivata la valvola di comando 11 tramite il dispositivo di comando.12. Il cilindro pneumatico 9 sposta la ribalta pneumatica 8 dalla sua posizione orizzontale di apertura in una posizione verticale di chiusura, in cui, a causa della pressione di ristagno, la ribalta elastica 7 si apre verso il recipiente di separazione 5. In questo caso avviene una deviazione del flusso in direzione della freccia B attraverso il recipiente di separazione e attraverso il setaccio 13, in cui - come si pu? veder?le componenti solide vengono trattenute nel recipiente di separazione. Poich? non viene creatp -, alcun collegamento con l'atmosfera esterna, cos? come, per esempio, si renderebbe eventualmente necessario nel caso di una conduttura per i rifiuti, la deviazione provoca soltanto un modesto disturbo delle condizioni di pressione nella tubazione 2. Le fibre di cotone separate e la parte metallica ivi contenuta, possono essere prelevate con la ribalta 14 dal recipiente di separazione 5. In dipendenza della velocit? della parte metallica la ribalta pneumatica 8 viene a sua volta riportata indietro, ovvero - con riferimento al recipiente di separazione 5 - viene chiusa, per cui la ribalta elastica 7 torna automaticamente nella posizione normale sotto l'azione deH a forza elastica. As soon as a metal part passes through the detector 3, depending on its speed? and possibly of its mass the control valve 11 is activated by means of the control device. 12. The pneumatic cylinder 9 moves the pneumatic flap 8 from its horizontal opening position into a vertical closed position, in which, due to the stagnation pressure, the elastic flap 7 opens towards the separation vessel 5. In this case, a flow deflection in the direction of arrow B through the separation vessel and through the sieve 13, in which - how can you? see the solid components are retained in the separation vessel. Since? is not created -, no connection with the external atmosphere, so? as, for example, would possibly be necessary in the case of a waste pipeline, the deviation causes only a modest disturbance of the pressure conditions in the pipeline 2. The separated cotton fibers and the metal part contained therein can be removed with the overturns 14 from the separation vessel 5. Depending on the speed? of the metal part the pneumatic flap 8 is in turn brought back, or - with reference to the separation vessel 5 - it is closed, so that the elastic flap 7 automatically returns to its normal position under the action of the elastic force.
Nella Figura 2 ? descritta la funzione della ribalta pneumatica 8 durante un procedimento di deviazione. La curva mostra l'angolo di deviazione alfa della ribalta in dipendenza del tempo t. Il sensore richiede, per il passaggio di una parte metallica, in un primo momento un tempo di reazione 17 di, per esempio, 20 millisecondi, per poter attivare il dispositivo di separazione. La ribalta pneumatica 8 ha bisogno, a sua volta, di un determinato tempo di chiusura 18 fino a quando essa ha raggiunto la posizione definitiva di chiusura, ovvero la deviazione massima alfa. La ribalta, di conseguenza, resta nella posizione chiusa durante l'intervallo di separazione 19 determinato dal dispositivo di comando 12 e, di conseguenza, richiede il tempo di apertura 20 fino a quando ha nuovamente raggiunto la posizione di partenza con l'angolo di deviazione 0. In Figure 2? described the function of the pneumatic flap 8 during a diverting procedure. The curve shows the angle of deflection alpha of the limelight as a function of time t. For the passage of a metal part, the sensor initially requires a reaction time 17 of, for example, 20 milliseconds, in order to activate the separation device. The pneumatic flap 8 in turn needs a certain closing time 18 until it has reached the final closing position, that is the maximum deviation alpha. The flap, consequently, remains in the closed position during the separation interval 19 determined by the control device 12 and, consequently, requires the opening time 20 until it has again reached the starting position with the deflection angle 0.
Con la linea punteggiata si vuole accennare che l'intervallo di separazione 19 per la deviazione rappresenta una grandezza variabile che viene determinata nel singolo caso. Inoltre anche l'inizio dell'intervallo di separazione pu? essere ritardato per un periodo di ritardo 21. The dotted line indicates that the separation interval 19 for the deviation represents a variable quantity which is determined in the individual case. Furthermore, even the beginning of the separation interval can? be delayed for a delay period 21.
Nelle figure comprese da 3 a 6 sono descritte differenti curve di segnale che il detector 3 produce in dipendenza delle dimensioni e della velocit? di una parte metallica. In questo contesto la base della curva t ? una funzione della funzione della velocit? v e l'ampiezza u ? una misura per la massa m. La Figura 3 rappresenta una parte metallica di massa modesta che attraversa ad elevata velocit? il detector. La base della curva ? relativamente breve in quanto la parte metallica influenza il campo magnetico soltanto per un brevissimo' periodo di tempo. Nella Figura 4 ? rappresentata la curva per una parte metallica che attraversa il detector a velocit? uguale, ma che presenta una massa notevolmente maggiore. Le Figure 5 e 6 rappresentano, a loro volta, parti con una differente massa, per? con una velocit? notevolmente minore. Nella pratica prevarranno segnali secondo le figure 3 e 6, cio? massa modesta/ elevata velocit? o massa elevata /modesta velocit?. I segnali di cui alle figure 4 e 5 sarebbero, per?, malgrado ci? possibili, per esempio se una parte con una grande massa provoca una pressione di ristagno (dinamica) talmente elevata che tale parte viene comunque trasportata ad elevata velocit?, oppure se una parte di massa modesta, per esempio un filo, ? strutturata in modo tale che .essa viene trasportata soltanto molto lentamente e/o a scatti. In ogni caso la velocit? effettivamente misurata in fase di comando del dispositivo di separazione ha la priorit?. La massa serve, in questo caso, esclusivamente come grandezza ausiliaria con*il cui aiuto ? possibile correggere i segnali di comando dipendenti dalla velocit?. Cos?, per esempio,-..con una curva di segnale di cui alla Figura 4, l'intervallo di separazione, malgrado l'elevata velocit?, non dovrebbe essere scelto troppo breve in quanto la velocit? della parte metallica, a causa della sua maggior massa, probabilmente diminuisce nuovamente in misura notevole immediatamente dopo il detector a causa della battuta sulla parete della conduttura di trasporto. In the figures included from 3 to 6 different signal curves are described that the detector 3 produces according to the dimensions and the speed. of a metal part. In this context, the basis of the curve t? a function of the function of the speed? v and the amplitude u? a measure for the mass m. Figure 3 represents a metal part of modest mass that passes through at high speed? the detector. The base of the curve? relatively short as the metallic part affects the magnetic field only for a very short period of time. In Figure 4? represented the curve for a metal part that crosses the detector at speed? the same, but which has a considerably greater mass. Figures 5 and 6 represent, in turn, parts with a different mass, however? with a speed? considerably less. In practice, signals according to figures 3 and 6 will prevail, that is? modest mass / high speed? or high mass / low speed. The signals in figures 4 and 5 would be, however, in spite of this? possible, for example if a part with a large mass causes a stagnation pressure (dynamic) so high that this part is still transported at high speed, or if a part of modest mass, for example a wire,? structured in such a way that it is transported only very slowly and / or in jerks. In any case, the speed? actually measured in the control phase of the separation device has priority. The mass serves, in this case, exclusively as an auxiliary quantity with * whose help? Speed-dependent control signals can be corrected. So, for example, - .. with a signal curve from Figure 4, the separation interval, despite the high speed, shouldn't be chosen too short as the speed is not too short. of the metal part, due to its greater mass, probably decreases again to a considerable extent immediately after the detector due to the impact on the wall of the transport duct.
Claims (6)
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Publications (3)
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