MX2008005448A

MX2008005448A - Proceso, sistema y aparato de clasificacion de materiales disimilares.

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Publication number: MX2008005448A
Application number: MX2008005448A
Authority: MX
Inventors: Thomas A Valerio
Original assignee: Thomas A Valerio
Priority date: 2005-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2008-11-06
Also published as: EP1960111A4; JP2009512552A; RU2008120598A; BRPI0617765A2; US20100126913A1; EP1960111A2; KR20080074900A; CA2627339A1; US20100051514A1; US20100126914A1; AU2006344046A1; CA2627339C; US8201692B2; WO2007136403A2; WO2007136403A3; US20070187299A1; US8360242B2

Abstract

Un sistema automatizado para clasificar materiales disimilares, y en particular para clasificar plásticos de otros materiales y para clasificar diferentes tipos de plásticos entre sí, comprende, dependiendo de la modalidad, combinaciones de un mecanismo de clasificación por tamaños, una separación por fricción, un separador neumático, un separador magnético, una plataforma de clasificación con sensor dieléctrico, una criba vibradora, un separador balístico, un sistema de clasificación con sensor inductivo y un tanque flotador/sumergible. El sistema de clasificación con sensor dieléctrico puede ser ya sea analógico o digital, dependiendo de la implementación particular, Uno o más tanques flotadores/sumergibles pueden utilizarse, dependiendo de la modalidad, cada uno con un medio de una gravedad específica diferente. El medio puede ser agua, o agua más un compuesto tal como cloruro de calcio. Además, varios del mismo tipo general de módulo pueden utilizarse para configuraciones particulares. Un sistema de medios pesados o un proceso de flotación con arena puede utilizarse ya sea alternativa o adicionalmente.

Description

PROCESO, SISTEMA, Y APARATOS DE CLASIFICACIÓN DE MATERIALES DISIMILARES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en general con procesos y sistemas de clasificación de materiales y, más particularmente se relaciona con procesos, sistemas, aparatos y técnicas para clasificar materiales disimiles tal como para el propósito de reciclar algunos o todos estos materiales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El reciclaje de materiales de desecho es altamente deseable desde muchos puntos de vista, los no menos importantes de los cuales son financieros y ecológicos. Los materiales reciclables clasificados apropiadamente a menudo pueden venderse a cambio de un ingreso significativo. Muchos de los materiales reciclables más valiosos no se biodegradan dentro de un periodo corto, y de este modo su reciclaje reduce significativamente la presión sobre los rellenos sanitarios locales. Sin embargo, en muchos casos no ha habido un método rentable para lograr la clasificación necesaria. Esto ha sido particularmente cierto, por ejemplo, para materiales no ferrosos, y particularmente para no metálicos tales como plásticos de alta densidad. Por ejemplo, una metodología para reciclar plásticos ha sido apostar una serie de obreros a lo largo de una línea de clasificación, cada uno de los cuales clasifica manualmente todos los desechos triturados y selecciona manualmente los materiales reciclables deseados de la línea de clasificación. Esta estrategia no es sustentable en la mayor parte de la economía, ya que el componente de mano de obra es muy alto. Mientras que el reciclaje del material ferroso se ha automatizado durante algún tiempo, principalmente a través del uso de imanes, esta técnica claramente es ineficaz para clasificar materiales no ferrosos. Como resultado, ha habido una necesidad de un proceso, sistema y aparatos eficientes, rentables, para clasificar materiales disímiles, incluyendo plásticos, en una forma que facilite la recuperación significativa de ingresos mientras que reduzca también significativamente los rellenos sanitarios.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La madera, caucho, metal, alambre y plásticos reciclables contribuyen con una parte significativa del desecho sólido generado. Es altamente deseable evitar la disposición de madera, caucho, metal, alambre y plásticos en un relleno sanitario y, en lugar de ello, reciclar estos materiales. Con el fin de reciclar diferentes materiales a partir de un desecho mixto, la madera, caucho, metal, alambre y plásticos deben identificarse y separarse. La presente invención proporciona un proceso para clasificar, sin la intervención humana, materiales disimiles tales como madera, caucho, metal, alambre y plásticos, a partir de un grupo de materiales mixtos donde, por lo menos en algunas disposiciones, cada material semejante puede aparecer en ocasiones al azar o en cantidades al azar dentro de la mezcla. Además, la presente invención proporciona un sistema para ejecutar el proceso, y también proporciona aparatos novedosos para realizar ciertas etapas del proceso. Las disposiciones ejemplares discutidas en lo sucesivo incluyen una diversidad de etapas, o una diversidad de módulos, y no todas las etapas o todos los módulos necesitan implementarse en cada modalidad de la invención. Asimismo, la secuencia en la cual se ejecutan varias de las etapas del proceso puede variarse en circunstancias apropiadas sin apartarse de la invención. En una disposición, el proceso comprende una secuencia de etapas de clasificación para extraer, de una corriente de materiales mixtos, un componente de esa corriente, o un grupo de componentes relacionados. A medida que cada componente o grupo se remueve, el residuo se hace pasar a la siguiente etapa para un procesamiento posterior.

Una vez que cada componente preliminar se remueve, el residuo restante también es un componente o grupo deseado. El sistema de la presente invención incluye una pluralidad de módulos o fases, donde cada fase realiza típicamente una función de clasificación diferente, con el resultado de que diferentes materiales se separan de la mezcla en tiempos diferentes, hasta que finalmente cada tipo de material reciclable se ha separado de la mezcla y el residuo -ahora típica y sustancialmente más pequeño en volumen que la mezcla original- puede encaminarse para otro procesamiento o descartarse. Dependiendo de la implementación particular, el sistema de la presente invención incluye una pluralidad, aunque no necesariamente todo, de un grupo de aparatos que comprende un separador magnético, un separador de fricción el cual puede ser, por ejemplo, un separador.de fricción de relanzamiento, una plataforma de clasificación por sensor dieléctrico, criba vibradora, un separador balístico y un sistema de clasificación por sensor inductivo. El sistema de clasificación por sensor dieléctrico puede ser ya sea análogo o digital, dependiendo de la implementación particular. Un módulo de separación neumática también puede proporcionarse, el cual puede incluir una cuchilla flotante u otro sistema que usa aire para separar una fracción más ligera de una fracción más pesada. Además, pueden usarse múltiplos del mismo tipo general de módulo, aunque la configuración especifica de cada módulo puede optimizarse para seleccionar de alguna forma diferentes elementos de la mezcla. Uno o más tanques de flotación/sumersión también pueden implementarse, por los cuales se separan materiales menos densos de materiales más densos, y la gravedad especifica del medio del tanque puede ajustarse para que cada tanque permita la selección de los materiales pretendidos para flotar versus aquellos pretendidos para sumergirse. Para algunos tanques de flotación/sumersión, el medio puede ser agua, o agua más un compuesto adicional, dependiendo de los materiales particulares que se clasificarán y los volúmenes que se manejarán. De manera alternativa, puede usarse una planta de medios pesados. Si se prefiere un proceso seco, puede usarse un tanque de flotación de arena. Dependiendo de la implementación, diversos tipos de sensores dieléctricos y configuraciones de formaciones de sensores pueden usarse en el sistema de clasificación inventivo. Típicamente, cada una de las formaciones de sensores incluye una serie de sensores de proximidad colocados en un patrón a lo largo de la ruta de los materiales mixtos. Los sensores pueden ser sensores de proximidad análogos o digitales, protegidos o desprotegidos, capacitivos o inductivos. Cada tipo de sensor tiene características específicas de detección de material y a su vez generan diferentes señales cuando se detectan piezas de metal, vidrio, plástico, madera o caucho, como se discute en mayor detalle en lo sucesivo. Además, donde el proceso de clasificación pueda asistirse por garantizar un contenido de humedad adecuado, puede incluirse un nebulizador o humidificador en el módulo apropiado. Mientras agregar humedad puede ser favorable en algunas etapas del proceso de clasificación, particularmente con respecto a incrementar la constante dieléctrica de los materiales absorbentes, en otras etapas de clasificación de algunas modalidades, una fuente de calor IR de BTUs suficientes para secar "instantáneamente" los materiales puede proporcionar una mejor uniformidad de operación, los detalles de lo cual se discuten en lo sucesivo. Aún además, en algunas etapas de clasificación para ciertas modalidades, por ejemplo, donde se usan sensores dieléctricos, el uso de control de temperatura y humedad alrededor de los sensores puede proporcionar una uniformidad mejorada de operación. Además, grupos múltiples de módulos pueden configurarse como líneas de clasificación múltiples, por ejemplo, para clasificar diferentes tamaños de materiales. En una disposición semejante, una primera línea de clasificación puede clasificar material sobre un tamaño predeterminado, mientras que otra linea de clasificación puede clasificar material menor a ese tamaño predeterminado. El número de tales lineas de clasificación no se limita, y puede hacerse coincidir con el volumen de la mezcla, y el tipo de mezcla, la cual se desea clasificar .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1A muestra un diagrama de flujo de proceso de una implementacion del proceso de la presente invención . La Figura IB muestra un diagrama de flujo de proceso de una implementacion del proceso de la invención particularmente adaptada para la recuperación de alambre y metales, y muestra las alternativas de un tanque de flotación/sumersión, un sistema de medios pesados o un proceso de flotación de arena seca. Las Figuras 2A-2C tomadas en conjunto muestran, en una vista en elevación lateral, un sistema de acuerdo con la presente invención. Las Figuras 3A-3B muestran, en vista en elevación lateral y en vista en planta superior, respectivamente, un módulo de clasificación magnética de acuerdo con la presente invención. Las Figuras 4A-4B muestran, en vista en elevación lateral y en vista en planta superior, respectivamente, un módulo separador de fricción de relanzamiento de acuerdo con la presente invención. La Figura 5 muestra, en vista en elevación lateral, un módulo sensor dieléctrico de bajo pasaje de acuerdo con la presente invención. Las Figuras 6A-6B muestran ejemplos de disposiciones alternativas de sensores de proximidad para su uso con los módulos de clasificación inductiva y dieléctrica de la presente invención, incluyendo disposiciones que ofrecen una interferencia reducida de señales . Las Figuras 7A-7B ilustran con mayor detalle un módulo separador balístico de acuerdo con la presente invención . La Figura 8 ilustra, en vista en elevación lateral, un módulo de detección inductiva de acuerdo con la presente invención. La Figura 9 ilustra, en vista en elevación lateral, un módulo de clasificación dieléctrica de ancho de banda de acuerdo con la presente invención. La Figura 10 ilustra una implementación de un tanque de flotación/sumersión de acuerdo con la presente invención .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia primero a la Figura 1A, un aspecto del proceso de la presente invención, indicado generalmente en 100, puede apreciarse mejor. Como se indica en la etapa 105, una corriente entrante de material mixto incluye típicamente madera, caucho, metales ferrosos y no ferrosos, alambre incluyendo alambre aislado recubierto con una cubierta de plástico, y una diversidad de tipos de piezas de plástico, incluyendo espuma, polietileno, poliestireno, ABS, etc. En la modalidad ilustrada, el proceso procede en la etapa 110 al separar los materiales magnéticos, los cuales típicamente incluyen los metales ferrosos tales como hierro y acero, así como ciertos cerámicos. En la mayor parte de los casos, los materiales magnéticos valiosos ya se han removido de la corriente y, de este modo, los materiales magnéticos que permanecen en esta fase son desechos principalmente. Estos materiales se desvían para su procesamiento posterior según se requiera por la implementación particular, como se muestra en 115. Para muchas corrientes, el procesamiento posterior puede ser no más que la disposición, aunque esto dependerá de la implementación particular y corriente de desechos que se clasifica. Un sistema neumático también puede usarse en esta fase, ya sea como una adición al módulo existente o, en algunas modalidades, como un reemplazo. El sistema neumático comprende ya sea una cuchilla flotante u otra disposición para separar las fracciones más pesadas y más ligeras usando aire soplante. Las fracciones concentradas resultantes comprenderán, para el lado más pesado, alambre y metales, cauchos, madera y posiblemente algunos otros materiales densos incluyendo quizá algo de suciedad. El concentrado más ligero comprenderá principalmente plásticos, papel, algo de espuma y posiblemente otros materiales ligeros. Después de la remoción de los materiales magnéticos, el proceso avanza hacia la etapa 120, donde los materiales ligeros o redondos, tales como espuma y rocas, se desvian para su procesamiento posterior, como se indica en la etapa 125. Nuevamente, en algunos casos, tal procesamiento puede ser meramente su disposición. Después, como se indica en la etapa 127, las etapas 130 y 140 alternativas del proceso existen dependiendo de la composición de la corriente de materiales mixtos. En general, aunque no se requiere, es deseable continuar procesando la facción mayoritaria de la corriente, y seleccionar la fracción minoritaria para su desviación a otro procesamiento. Esto puede lograrse por la selección basada en la constante dieléctrica, puesto que la mayor parte de los plásticos valiosos para reciclaje tienen constantes dieléctricas en el orden de 3 o menos, mientras que los otros materiales típicamente tienen constantes dieléctricas más altas, particularmente los materiales húmedos que son absorbentes, cauchos, etc. y se discuten en mayor detalle después. De este manera, si la corriente de materiales tiene plásticos como su fracción minoritaria, entonces los materiales que tienen una constante dieléctrica por debajo de cierto umbral se desvían para su procesamiento posterior como se muestra en la etapa 135. Estos materiales incluyen típicamente, por ejemplo, polipropileno y polietileno, poliestireno y ABS, así como algunos materiales de desecho. Los materiales que tienen una constante dieléctrica más alta comprenden típicamente madera mojada o húmeda, espuma, caucho, etc. En una modalidad, el umbral para una constante dieléctrica baja puede estar en el orden de 3.0, aunque el punto fijo preciso puede variar significativamente dependiendo de los materiales. De manera alternativa, como se indica en la etapa 140, si la fracción mayoritaria es plástico, entonces los materiales que tienen una constante dieléctrica por arriba de un umbral predeterminado se separan y desvían para su procesamiento posterior, como se muestra en la etapa 145. Estos materiales incluyen formas diferentes de madera, caucho, espuma, etc. En una modalidad, el umbral para una constante dieléctrica alta puede estar en el orden de 3.4. Se apreciará que, en este punto, los materiales restantes son sólo aquellos que son no magnéticos, adecuadamente densos y que tienen una constante dieléctrica por debajo de un umbral especificado (o, para sensores análogos, un intervalo especificado) , más una cantidad muy pequeña de otros desechos. La gran mayoría de este concentrado comprende típicamente polímeros reciclables, es decir, plásticos que tienen un valor relativamente alto en el mercado del reciclaje, tales como poliestireno y ABS, más otros plásticos menos densos. Sin embargo, otros materiales, típicamente entre aquellos desviados en las etapas 135 y 145, también pueden representar un valor significativo como materiales reciclables en bruto. Para recuperar éstos, pueden usarse etapas adicionales de procesamiento. Como se indica en la etapa 155, puede usarse una etapa de separación por densidad donde los materiales más densos, tal como alambre, se separan de los materiales de densidad más baja, tales como madera y caucho por el uso de un tanque de flotación/sumersión, proceso de medios pesados o proceso de flotación de arena como se discute en los sucesivo, particularmente en relación con la Figura IB y figura 10. El alambre entonces puede recolectarse para su procesamiento posterior como se muestra en la etapa 160. El residuo de madera, caucho y cualesquier otros materiales de las etapas 145 y 155 pueden entonces clasificarse en forma óptica, como se muestra en la etapa 165, de tal manera que el caucho se recolecte como se muestra en la etapa 170, y la madera se recolecte como se muestra en la etapa 175. Se apreciará, por aquellos expertos en la técnica, que cada una de las etapas precedentes no se requerirá para cada implementación del proceso inventivo, puesto que pueden presentarse variaciones en la mezcla de materiales o en el beneficio económico de reciclar ciertos materiales, en cuyos casos aquellas etapas de procesamiento pueden removerse del proceso. Después, con referencia a la Figura IB, puede apreciarse mejor un proceso para recuperar alambre reciclable de la corriente de materiales. Se apreciará que el proceso de la Figura IB puede integrarse en la modalidad mostrada en la Figura 1A, o puede hacerse funcionar por separado, dependiendo de la naturaleza de la corriente de materiales y la decisión en cuanto a cuáles materiales deben recuperarse. Por conveniencia, las etapas principales en el proceso de recuperación de alambre se muestran en la Figura IB. La corriente de materiales se proporciona en la etapa 105, como en la Figura 1A, donde los materiales típicamente se han tamizado para garantizar un tamaño relativamente uniforme, aunque tal tamización no es crítica en todas las modalidades. Los materiales magnéticos se separan entonces como se muestra en 110, seguidos por una separación de la corriente restante en fracciones pesadas y ligeras, como se muestra en la etapa 175. La separación en fracciones pesadas y ligeras puede conseguirse de varias formas, por ejemplo, por un transportador balístico con una cuchilla flotante o por otros dispositivos de separación neumática, después de lo cual la fracción pesada se proporciona a un transportador de relanzamiento para remover la espuma y piezas redondas. En esta fase, existen dos opciones. En una primera opción, la fracción pesada, la cual contiene el alambre y metales, se alimenta hacia una o más fases de separación de alambre-metal, que involucran típicamente el uso de uno o más tanques de flotación/sumersión como se muestra en 180 y 185, los cuales producen, como su resultado final, un concentrado de alambre y metal. Aunque un solo tanque de flotación/sumersión funciona bien, pueden lograrse volúmenes crecientes de producción total al usar múltiples tanques de flotación/sumersión. En tal disposición, el primer tanque de flotación/sumersión, por ejemplo, puede usar agua como el medio, lo cual provoca que la madera, caucho y cualquier espuma o caucho ligero restante floten mientras que el alambre, metal y algunos otros materiales se sumergen. Un segundo tanque de flotación/sumersión puede involucrar un medio con una gravedad especifica más alta, en el orden de 1.4, lo cual nuevamente ocasiona que el alambre y metales se sumerjan pero que floten casi todos los materiales tales como plásticos, papel, etc. El resultado es un concentrado de alambre, como se muestra en 190, asi como un residuo de plástico y otros materiales que pueden ser el sujeto de un procesamiento posterior. Como segunda opción, mostrada en 195, la fracción pesada restante después de la etapa 175 puede proporcionarse a una planta de medios pesados, la cual usa típicamente un medio que incluye ferrosilicatos para realizar la separación de metales. Con esta opción, nuevamente, el resultado es un concentrado 190 de alambre. Con referencia después a las Figuras 2A-2C, puede apreciarse mejor un sistema que implementa el proceso descrito en la Figura 1. El sistema, indicado generalmente en 200, se configura a partir de módulos múltiples, cada uno seleccionado para su inclusión en el sistema según convenga para una mezcla específica de materiales. Nuevamente, una mezcla típica de materiales incluye madera, caucho, metal, alambre y una diversidad de tipos de piezas poliméricas o de plástico. Estos módulos de clasificación pueden incluir una porción 215 de separador magnético, un separador 220 de relanzamiento, un módulo 225 dieléctrico de bajo pasaje, criba 230 vibradora, un; separador 235 balístico, un sistema 240 de clasificación por sensor inductivo y un módulo 245 dieléctrico de ancho de banda. El separador 220 de relanzamiento y el separador 235 balístico también pueden incluir una cuchilla flotante u otro módulo 250 de separación neumática. La cuchilla flotante o módulo de separación neumática puede implementarse ya sea para mover aire hacia arriba o para mover aire hacia abajo, dependiendo de la implementación particular. Uno o más transportadores 255 de transferencia, los cuales pueden ser un transportador de fricción o cualquier otro transportador adecuado, pueden implementarse para mover la corriente de la mezcla de materiales de un módulo a otro. Asimismo, un alimentador 260 oscilante puede implementarse entre los módulos para diseminar de manera uniforme la mezcla de materiales para su procesamiento por el siguiente módulo. En general, los módulos tienen las siguientes funciones, las cuales pueden entenderse mejor en lo sucesivo en relación con la descripción de las Figuras 3A-9B. El módulo 215 separador magnético separa los materiales magnéticos, en la mezcla de materiales, de' los materiales no magnéticos. El separador 20 de relanzamiento separa materiales redondos (por ejemplo, espuma, caucho y rocas) de los materiales conformados de manera irregular en la mezcla. El sensor 225 dieléctrico de bajo pasaje separa madera, caucho y otros materiales menos deseables, que tienen una constante dieléctrica mayor a una constante dieléctrica deseada, de los plásticos valiosos. El umbral de bajo pasaje o parte superior del intervalo se encuentra típicamente en el orden de 3.0 para una modalidad ejemplar, aunque un intervalo de por lo menos 3-5 se ha encontrado factible, dependiendo del material y especialmente si la madera y otros materiales absorbentes están húmedos o mojados. La criba 230 vibradora separa piezas pequeñas, tal como alambre, pero puede no requerirse en todas las modalidades, incluyendo particularmente modalidades que usan un módulo 250 de separación neumática eficiente. El separador 235 balístico separa alambre de área superficial baja de las piezas de área superficial más alta, tal como plástico triturado sobre la base de densidad y velocidad, aunque esta función puede realizarse alternativamente por un tanque de flotación/sumersión donde el medio permite al alambre sumergirse, pero provoca que los plásticos y otros materiales floten. En algunas modalidades, un sistema 240 de clasificación por sensor inductivo separado separa alambre y otros metales no ferrosos de la porción de madera, caucho y plástico de los materiales mixtos. El sensor 245 dieléctrico de ancho de banda separa madera y caucho de los plásticos restantes dentro del intervalo dieléctrico deseado. Algunos o todos estos módulos de clasificación, y otros módulos descritos en las solicitudes incorporadas para referencia, pueden usarse juntos para clasificar materiales mixtos. Nuevamente, para las modalidades que permiten que el alambre se separe efectivamente en una fase anterior, no siempre se requiere tal disposición. Adicionalmente, mientras que este módulo permite que el alambre se separe efectivamente, la disposición de tanque de flotación/sumersión descrita en lo sucesivo, en relación con la Figura 10, puede usarse alternativamente. En algunas modalidades, puede desearse usar múltiples tanques de flotación-sumersión, con medios de diferente gravedad especifica para realizar una clasificación diferente. Cada uno de los módulos descritos en lo anterior puede apreciarse mejor a partir de la siguiente discusión de las Figuras 3A-9B. En una disposición típica, los materiales mixtos que se clasificarán se han triturado y tamizado en una forma conocida en la técnica, de modo que sus dimensiones físicas se encuentren de preferencia entre 2.54 cm y 12.7 cm (1" y 5"). Pueden usarse múltiples etapas de tamización para remover mejor la suciedad así como otros desechos de tamaño pequeño, y la facción removida por tamización puede ser el sujeto de un procesamiento posterior según se desee. Durante el proceso de triturado, el sistema genera calor y provoca que se evapore mucha del agua que normalmente está en los productos de desecho. Si hay agua insuficiente en las piezas mixtas que se procesan para distinguir de manera suficiente el material por las constantes dieléctricas conocidas, puede introducirse vapor de agua en los materiales mixtos antes o a medida que se clasifican por medio un nebulizador o humidificador u otro dispositivo humectante convencional (no mostrado) . La humedad del humidificador se absorbe por la madera, espuma y otros materiales absorbentes secos (elevando la constante dieléctrica) , pero no se absorbe por los materiales de plástico (provocando que la constante dieléctrica permanezca virtualmente sin cambiar) . Al hacer que toda la madera, espuma y otros materiales absorbentes estén húmedos en lugar de secos, antes del proceso de clasificación, el sistema puede distinguir más fácilmente la madera y otros materiales de las piezas de plástico, mejorando en consecuencia la precisión del proceso de clasificación. Esto puede ser particularmente relevante para algunas modalidades de las plataformas de sensores, donde el mantenimiento de una temperatura y humedad sustancialmente constantes puede proporcionar un rendimiento más uniforme por lo menos en algunas modalidades. El hecho de que las piezas sean de un tamaño sustancialmente uniforme también permite una operación más uniforme. Sin embargo, se apreciará que tal control de temperatura y humedad no se requiere para todas las modalidades. Aunque la corriente de materiales reciclables mixtos que se clasificará puede suministrarse por cualquiera de una diversidad de fuentes, una fuente típica es una línea de triturado de automóviles/electrodomésticos. Estas líneas se conocen bien en la técnica. En una modalidad del sistema inventivo, instalado en línea con la línea de procesamiento de automóviles/electrodomésticos no ferrosos mencionada anteriormente, los materiales mixtos se procesan primero por el módulo 215 de clasificación magnética, mostrado en mayor detalle en las Figuras 3A-3B, el cual separa los materiales magnéticos tales como hierro, acero y algunos cerámicos de los materiales mixtos. Los materiales mixtos, mostrados mejor en la Figura 3B, se colocan en una banda 310 transportadora en movimiento que viaja a una velocidad que puede acomodar el volumen total de la corriente de procesamiento de la línea trituradora. La banda 310 transportadora puede tener componentes 315 magnéticos asociados con la misma o incrustados en la misma, que provocan que los materiales 320 magnéticos en la mezcla se atraigan hacia la banda 310 transportadora a través de fuerza magnética. De manera alternativa, un campo magnético producido por imanes 325 permanentes o eléctricos puede generarse en el extremo de la banda 310 transportadora en una forma que provoque que las piezas magnéticas se desvien por el campo magnético. A medida que la banda 310 transportadora gira hacia abajo, las piezas magnéticas de metal se remueven y caen en un área 330 segregada. En una modalidad, un chorro de aire ligero o cuchilla 250 flotante puede incluirse para ayudar al imán en el desvio de las piezas ligeramente magnéticas hacia el área 330 segregada. Puede observarse que la banda 310 transportadora se soporta por una estructura 335 y patas 340 en una forma convencional. Mientras que el módulo de clasificación magnética se ilustra aqui como el primer módulo, y este orden es apropiado en algunas modalidades, se apreciará por aquellos experimentados en la técnica que este orden no es critico en todas las modalidades, y en algunas modalidades (y para algunos tipos de mezcla) el módulo magnético puede eliminarse . Las piezas no magnéticas, o el residuo 345, no se afectan por el campo magnético y pasan a través del módulo de clasificación magnética para clasificarse además por los módulos subsecuentes. En una modalidad, y con referencia ahora a las Figuras 4A-4B las cuales ilustran el módulo separador de relanzamiento y elementos adyacentes del sistema global, los materiales no magnéticos viajan a través de la banda transportadora de alimentación ajustable, o banda 255 transportadora de fricción asistente, que deja caer los materiales sobre el módulo 220 separador de relanzamiento. El módulo 220 separador de relanzamiento separa los materiales redondos, comparativamente pesados, de los materiales comparativamente planos o de peso ligero, y comprende un transportador 410 de fricción en movimiento de inclinación ajustable sobre el cual puede disponerse opcionalmente una pluralidad de protuberancias 415 para ayudar a retener las porciones deseadas de la mezcla. La inclinación del transportador 255 de fricción asistente puede ajustarse para controlar la altura en el extremo 420 donde el material cae del transportador de alimentación sobre el separador 220 de relanzamiento. Aunque la banda 410 transportadora se gira hacia arriba como se muestra por la flecha que indica la dirección de viaje, los objetos relativamente redondos o pesados, tales como rocas, y objetos ligeros redondos, tal como espuma, indicados en 425, ruedan contra la dirección de la rotación de la banda y caerán en un área 430 de recolección segregada. En contraste, las piezas planas de materiales incluyendo plástico, alambre, caucho y madera, se adherirán al separador 220 y se transportarán fuera del extremo superior de la banda 410 transportadora sobre el siguiente módulo. Nuevamente se apreciará que, mientras el módulo separador de fricción de relanzamiento se coloca segundo en el orden en la modalidad ilustrada, un orden diferente puede ser apropiado en algunas modalidades o, dependiendo de la mezcla y/o la implementación, este módulo puede eliminarse. Como se observa anteriormente, en algunas modalidades la superficie texturizada de la banda 410 transportadora separadora por fricción puede incluir un patrón de proyecciones o protuberancias 415 circulares que proporcionan fricción. Las protuberancias pueden estar en el orden de aproximadamente 1 ½ mm de altura y ½ mm de diámetro. El espacio entre las proyecciones adyacentes puede estar en el orden de aproximadamente ¼ mm. La banda 410 transportadora separadora de relanzamiento puede fabricarse de cualquier material adecuadamente durable que proporcione suficiente fricción para sujetar las piezas mixtas planas y, por ejemplo, puede elaborarse de una diversidad de materiales de caucho sintético. El ángulo y velocidad de la banda 255 transportadora de fricción asistente son ajustables, de modo que la separación de materiales pueda ponerse punto para reducir los errores en los módulos subsecuentes incluyendo el módulo de clasificación por sensor dieléctrico (es decir, los materiales redondos con bajas áreas de superficie, tales como rocas, si no se desvian de manera consistente por los chorros de aire comprimido, y los materiales húmedos, tales como espuma, pueden dar lecturas dieléctricas falsas) . De manera similar, la banda 410 transportadora también puede reemplazarse con diversos materiales y. patrones de superficie de textura de banda, de modo que el coeficiente de fricción de la banda pueda ajustarse. Más objetos tenderán a pasar a través del separador 220 de relanzamiento si el ángulo de la banda es bajo, la velocidad es lenta y el coeficiente de fricción de la banda es alto. De manera contraria, un ángulo alto, velocidad rápida y banda más lisa harán pasar menos piezas pero pueden provocar la pérdida de algunos de los materiales deseables. Si se desea, una cuchilla 250 flotante también puede agregarse cerca de la parte superior de la banda 410 para ayudar a iniciar la salida de los materiales indeseables. Se apreciará que el módulo separador de relanzamiento típicamente se soporta sobre una estructura y patas similares a aquellas mostradas para el separador 215 magnético. Estos elementos no se muestran en este caso por razones de claridad. Las piezas de plástico, alambre, metal, caucho y madera que se adhieren al separador 220 de relanzamiento se suministran a un alimentador 260 oscilante. El alimentador 260 oscilante tiene una superficie inclinada, lisa, sustancialmente plana, que vibra para distribuir de manera uniforme los materiales. El alimentador 260 oscilante puede soportarse por una pluralidad de patas 435 flexibles o movibles. Un motor (no mostrado) se usa para hacer vibrar la superficie sustancialmente plana del alimentador 260 oscilante que soporta las piezas planas de plástico, caucho, metal y madera. La superficie plana de preferencia se inclina de modo que las piezas caigan del extremo inferior de la superficie. Se apreciará que, en este punto, el residuo de la mezcla comprende principalmente piezas no magnéticas y generalmente planas, pero aún incluye plásticos, alambre, madera, etc. Con referencia después a las Figuras 5A-5B, en una modalidad, los materiales mixtos no magnéticos y generalmente planos se alimentan a un módulo 225 de clasificación por sensor dieléctrico, el cual puede comprender fases múltiples, dispuestas como una cascada en por lo menos algunas modalidades, dependiendo de la mezcla particular de materiales y la implementación especifica. En una modalidad, el módulo puede incluir un alimentador 510 de bandeja que vibra para dispersar de manera uniforme los materiales ya sea sobre una banda transportadora, una rampa u otra plataforma que permita a los materiales pasar sobre las plataformas o disposiciones 515A-B de sensores dieléctricos de fases múltiples (se muestran dos fases por simplicidad) . El módulo de clasificación por sensor dieléctrico puede comprender sensores dieléctricos ya sea digitales o análogos, o ambos. Aunque cada tipo puede usarse en la mayor parte de las modalidades, puede ser deseable, por los menos en algunos casos, alterar el tipo de sensor que se usa de acuerdo con la composición de la corriente de desechos que se clasifica. Como se observa anteriormente, en general es preferible rechazar la fracción minoritaria de una corriente de desechos, y permitir a la fracción mayoritaria continuar hacia delante. De esta manera, en una modalidad, se usan sensores dieléctricos digitales donde la mayor parte de la corriente de desechos son plásticos recuperables. En tal disposición, el umbral del sensor se ajusta para una operación de bajo pasaje, y el umbral se ajusta para la constante dieléctrica máxima del material aceptable. De esta manera, los materiales que tienen una constante dieléctrica más alta, típicamente madera y caucho y plásticos dieléctricos altos se rechazan o desvían, para otro procesamiento. Por otro lado, en una modalidad pretendida para clasificar una corriente de materiales donde la fracción mayoritaria es madera, caucho y plástico dieléctrico alto de desecho, puede usarse una plataforma de sensores análogos. En tal disposición, el umbral del sensor se ajusta para rechazar un intervalo de constantes dieléctricas las cuales abarcan todos los plásticos deseados. Los plásticos, los cuales comprenden la fracción minoritaria, entonces se rechazan y se redirigen para su procesamiento posterior. En algunas modalidades, puede usarse una combinación de sensores, o puede implementarse una plataforma que tiene ambos tipos de sensores, donde sólo un tipo de sensor se detecta para una corriente particular de materiales. Se apreciará que, aunque la discusión precedente sugiere el uso de sensores análogos para una disposición y sensores digitales para otra, de hecho cada tipo de sensor puede usarse para una operación ya sea de bajo pasaje o de alto pasaje, y la elección en gran medida es una preferencia de la implementación . De esta manera, para cada ejemplo dado en la presente, se apreciará que las disposiciones complementarias, tanto para el sensor como para cuál fracción de materiales se selecciona o desvia, también son posibles y no se describen explícitamente para propósitos de brevedad. Para aumentar el contraste dieléctrico de los materiales absorbentes tales como madera, papel, cartón, alfombra, etc., estos materiales mixtos pueden pasar a través de un humidificador 520 para humedecer las superficies expuestas. En algunos casos, el contenido de humedad es excesivo y los materiales pueden secarse instantáneamente con una fuente de calor IR. Como se observa anteriormente, el mantenimiento de una temperatura y humedad sustancialmente constantes en esta fase puede proporcionar un rendimiento más uniforme y, de este modo, en algunas modalidades estas fases del sistema de separación se abarcan, por ejemplo, por paneles plásticos de refrigeración de modo que el área interior pueda acondicionarse térmicamente. El módulo 225 de separación dieléctrica de bajo pasaje puede incluir una o más bandas 525A-525B transportadoras, asi como formaciones 530A-530B de chorro de aire, donde típicamente una banda transportadora se asocia con cada plataforma dieléctrica y por lo menos una formación de chorro de aire se asocia con cada plataforma dieléctrica. Las formaciones 515A-B de sensores dieléctricos pueden ajustarse para detectar materiales que tengan una constante dieléctrica mayor a 3.0 - 5.0. A medida que los materiales mixtos viajan sobre la banda 151 transportadora de primera fase, viajan en proximidad cercana con la formación 515A de sensores dieléctricos que detecta los materiales que tienen una constante dieléctrica mayor al valor ajustado. Cuando se detecta artículo dieléctrico alto, se transmite una señal a la formación 530A de chorro aire asociada, la cual emite una ráfaga de aire comprimido para desviar la trayectoria del material dieléctrico alto a medida que cae del extremo de la primera banda 525A transportadora sobre una segunda banda 535 transportadora que lleva el material desviado a un transportador 540 de remoción para un procesamiento secundario. Si los materiales pasan a través de la formación 515A de sensor dieléctrico, y se asume de esta manera que tienen una constante dieléctrica baja, no se desvian por la formación 156 de chorro de aire y continúan hasta el final del proceso de separación. En una disposición opcional, los materiales que no se desvian por la primera formación 154 de sensores dieléctricos capacitivos digitales, caen en cascada sobre una banda 525B transportadora y se transportan sobre una segunda formación 515B de sensores dieléctricos, para identificar y seleccionar cualesquier materiales que se perdieran por la primera disposición. Los ajustes dieléctricos de la primera y segunda formaciones 515A-515B de sensores capacitivos digitales pueden ser aproximadamente iguales o, alternativamente, la segunda formación de sensores puede ajustarse a un umbral dieléctrico diferente. Para el ejemplo de una formación de bajo pasaje, los materiales que tienen una constante dieléctrica por arriba del punto de referencia de la segunda formación de sensores, se desvian por una segunda formación 530B de chorro de aire y se desvian hacia la banda 540 transportadora de remoción. Los materiales en la banda 540 transportadora de remoción pueden transportarse para su procesamiento posterior como se discute en otra parte en esta Especificación. Se apreciará que, mientras que la descripción precedente asume que los materiales que tienen una constante dieléctrica alta se desviarán de la ruta principal para su procesamiento posterior según se desee, y los materiales dieléctricos bajos continuarán, también es posible invertir ese proceso, de modo que los materiales que tienen una constante dieléctrica baja se desvien para otro procesamiento, y aquellos que tienen una constante dieléctrica más alta continúen. De esta manera, cuáles materiales se procesan y dónde no es un aspecto significativo de la invención; el objetivo es procesar cualquiera de los materiales que se desean para una implementación particular.

El proceso de clasificación de la presente invención incluye una etapa de identificación y una etapa de clasificación física del material. En el pasado, ha sido muy difícil diferenciar el caucho, madera y plástico, puesto que todos tienen números atómicos y gravedades específicas muy similares. Se ha descubierto que, cuando se implementa apropiadamente, la constante dieléctrica puede usarse para distinguir estos materiales de manera confiable . En la disposición de la presente invención, por ejemplo en las formaciones 515A-B de sensores, se usan sensores dieléctricos capacitivos para identificar la composición de material diferente de cada pieza y para enviar una señal a un mecanismo de clasificación que separa los materiales diferentes a lo largo de rutas diferentes. Las constantes dieléctricas para todos los materiales varían de aproximadamente 1.0 para materiales tal como aire a 80.0 para agua. Los sensores capacitivos de proximidad son buenos para detectar materiales de desecho que tienen constantes dieléctricas comparativamente altas. Por ejemplo, algunas constantes dieléctricas conocidas para materiales comunes de desecho se enlistan en lo siguiente en la Tabla 1.

Tabla 1 Como se ilustra en lo anterior, los materiales no plásticos tienden a tener constantes dieléctricas significativamente más altas, especialmente cuando están mojados. Es interesante observar que la madera seca tiene una constante dieléctrica de 2-7, y el caucho 2.5-3; .5 , y la madera húmeda tiene una constante dieléctrica de 10-30. Al agregar humedad a los materiales absorbentes, una plataforma de sensores dieléctricos es capaz de separar casi todos los materiales no plásticos, excepto ciertos cauchos que tienen constantes dieléctricas bajas. Además, estadísticamente, la gran mayoría de materiales de madera y caucho caen dentro de un intervalo relativamente estrecho de constantes dieléctricas. Por ejemplo, la mayor parte de los materiales de desecho de caucho caen dentro de un intervalo más estrecho de 15-20. De esta manera, hay una diferencia distintiva en la constante dieléctrica de los plásticos versus madera y caucho. Como resultado, los sensores capacitivos de proximidad pueden ser efectivos para detectar materiales dentro de la mezcla que no son plásticos . Los sensores capacitivos de proximidad incluyen típicamente una sonda, un oscilador, un filtro rectificador y un circuito de salida. El sensor capacitivo de proximidad detecta la constante dieléctrica de las piezas que pasan cerca al generar un campo electrostático y detectar los cambios en este campo cuando las piezas pasan por la cara del sensor. Cuando una pieza dieléctrica alta no se detecta, el oscilador es inactivo, y cuando una pieza dieléctrica alta se detecta, puede desviarse como se discute en lo anterior en relación con la Figura 5. Diferentes tipos de detectores capacitivos de proximidad se encuentran disponibles los cuales tienen características específicas de operación. En particular, los detectores capacitivos de proximidad protegidos se adaptan mejor para detectar materiales de constante dieléctrica comparativamente baja debido a un campo electrostático más concentrado. El campo electrostático de un detector capacitivo de proximidad desprotegido es menos concentrado, lo cual lo hace más adecuado para detectar materiales de constante dieléctrica comparativamente alta. Sin embargo, para corrientes donde se han removido partículas pequeñas y desechos, se ha probado que los dieléctricos desprotegidos son adecuados. Cuál sensor dieléctrico es apropiado dependerá, por lo menos en parte, de la implementación particular y la corriente de desechos que se procesará. Los sensores capacitivos de proximidad también se encuentran disponibles con salidas tanto digitales como análogas. Aunque puede usarse cualquier tipo en la presente invención, dependiendo de la implementación, los sensores capacitivos digitales de proximidad ofrecen la capacidad de distinguir materiales que tienen valores dieléctricos por arriba o por debajo de un punto de referencia o umbral. Por ejemplo, un sensor capacitivo digital puede distinguir materiales por arriba o debajo de una constante dieléctrica de 3.0 u otro punto de referencia adecuado. La mayor parte de los sensores capacitivos de proximidad tienen una salida digital que puede alimentarse directamente un sistema de adquisición de datos de una computadora. Estos sensores capacitivos digitales se usan en el módulo 225 de separación dieléctrica de bajo pasaje en la Figura 2A. En contraste, un sensor capacitivo análogo de proximidad puede usarse para detectar un intervalo más estrecho de constantes dieléctricas. Por ejemplo, algunos sensores capacitivos análogos de proximidad pueden detectar materiales que tienen una constante dieléctrica entre 2.5 y 3.0. Estos sensores capacitivos análogos se usan en el módulo 245 sensor dieléctrico análogo mostrado en la Figura 2C. Los sensores capacitivos análogos de proximidad tienen una salida análoga, la cual puede abarcar un intervalo de corrientes o voltajes de salida. En una modalidad, la corriente de salida análoga puede ser 4-20 mA o el voltaje de salida puede ser 0-10V. Estas señales de corriente o voltaje son proporcionales a la constante dieléctrica del material. Las señales análogas se procesan por convertidores análogo a digital y las señales digitales se alimentan entonces a la computadora de procesamiento de datos. La mayor parte de los sensores capacitivos de proximidad de reserva son capaces de detectar un amplio intervalo de constantes dieléctricas, distinguiendo en consecuencia el plástico dieléctrico bajo del caucho dieléctrico alto. Aunque este amplio intervalo de constantes dieléctricas es útil para la clasificación general de materiales mixtos, no es tan útil para clasificar materiales que tienen sólo pequeñas variaciones en constantes dieléctricas. Puesto que el sistema inventivo puede usarse para distinguir materiales que tienen un intervalo estrecho de constantes dieléctricas, en algunas modalidades puede ser deseable usar un sensor capacitivo de proximidad que tiene un intervalo de detección limitado para facilitar con mucho el distinguir los materiales que tienen constantes dieléctricas similares. En otras modalidades, los sensores capacitivos análogos de proximidad pueden tener un intervalo extendido o amplificado de sensibilidad sobre un intervalo más estrecho de constantes dieléctricas. Para sistemas integrados de acuerdo con la presente invención, que se usan para distinguir materiales que tienen constantes dieléctricas modestamente diferentes, para algunas modalidades, el rendimiento puede mejorarse con sensores capacitivos de proximidad que tienen una alta sensibilidad. Aunque la sensibilidad de un sensor se incorpora en el dispositivo, también es posible alterar y mejorar la sensibilidad con base en el alojamiento y otros factores. En una modalidad, los sensores se montan en una pieza maquinada de la rampa o en una placa de desgaste montada sobre una banda transportadora. Los sensores, por ejemplo, pueden colocarse en un orificio contra-perforado bajo la superficie superior de la rampa o placa de desgaste. La sensibilidad del sensor puede alterarse por el material de la rampa o placa de desgaste y su espesor, el diámetro del orificio contra-perforado y la profundidad del orificio. Al ajustar estas variables, los sensores capacitivos de proximidad pueden "afinarse" para un rendimiento óptimo para la aplicación especifica de detección de material. La frecuencia de operación del sensor corresponde al tiempo requerido de detección para detectar correctamente el material seleccionado para su desviación, y de esta manera afecta la velocidad operacional. Una frecuencia de operación acelerada será capaz de detectar los objetos seleccionados de manera más rápida que un detector con una frecuencia de operación más lenta. La resolución corresponde al tamaño del objeto que se está detectando. Un detector que tiene una resolución más grande es más adecuado para detectar objetos grandes que un detector que tiene una resolución más pequeña. Aunque los detectores capacitivos de proximidad pueden detectar la presencia de diversos tipos de madera y cauchos, esta capacidad puede variar dependiendo del sensor y el tipo de material que se está detectando. La distinción en sensibilidad para tipos específicos de madera y cauchos puede describirse en diversas formas. Un ejemplo de la variación en sensibilidad con base en el tipo de material que se está detectando es el factor de corrección. Los sensores capacitivos de proximidad tienen típicamente "factores de corrección", los cuales cuantifican la distancia de penetración relativa para diversos materiales. Al conocer la distancia de penetración base y el factor de corrección del material que se está detectando, puede determinarse la distancia de penetración para cualquier madera y caucho que se está detectando. Con el fin de detectar de manera precisa las piezas del material seleccionado, mezcladas con otros materiales, los detectores deben colocarse cerca para determinar el material de la pieza que se está inspeccionando. Esto puede hacerse al distribuir las piezas mixtas sobre una superficie en una forma en que las piezas no se apilen entre sí y garantizando que haya algún espacio entre las piezas. El lote de materiales mixtos puede moverse bajo uno o más detectores o, alternativamente, las piezas pueden moverse sobre el o los detectores. La detección se basa en el tamaño y material de la madera y caucho . Las bandas y rampas usadas en la presente invención pueden elaborarse de diversos materiales. En algunos casos, es deseable seleccionar materiales para las bandas y rampas que tengan constantes dieléctricas fuera del intervalo de los materiales que se están detectando puesto que, si la constante dieléctrica de la banda o rampa está muy cerca de la constante dieléctrica del material, el material puede ser difícil de detectar. Por ejemplo, si las piezas de madera y caucho -las cuales tienen constantes dieléctricas comparativamente altas- se están detectando, entonces puede usarse una banda o rampa de uretano, el cual tiene una constante dieléctrica muy baja, puesto que está fuera del intervalo de la madera y el caucho. Sin embargo, detectar ciertos plásticos con esta disposición puede ser difícil ya que el uretano tiene aproximadamente la misma constante dieléctrica que algunos de los plásticos que se clasifican . En una disposición alternativa, la banda transportadora o rampa, por ejemplo, puede elaborarse de un material que tiene una constante dieléctrica que es de aproximadamente 7-8 la cual está entre los plásticos de constante dieléctrica más baja y los valores más altos de caucho y madera. En esta modalidad, los sensores capacitivos de proximidad serán capaces de detectar fácilmente las constantes dieléctricas de las piezas de plástico, madera y caucho. Esto ofrece el beneficio de permitir la detección incluso de diferentes tipos de plásticos, los cuales pueden tener diferentes valores en el mercado. El sistema inventivo puede "afinarse" en diversas formas para resultados óptimos con base en la configuración de los sensores en el sistema. Al alterar las variables asociadas con los sensores capacitivos de proximidad, el sistema puede afinarse para la aplicación particular entre aquellas realizadas. Estas variables incluyen: la profundidad y diámetro del orificio de montaje, el material usado para montar los sensores y el tipo de sensor capacitivo de proximidad que se usa. Como una etapa, la afinación puede implementarse al usar diferentes materiales para la rampa y/o banda transportadora, como se discute en lo anterior. El material de la placa usada para montar los sensores también puede alterar la sensibilidad de los sensores capacitivos de proximidad. También, las posiciones diferentes de los sensores, con relación a la rampa y/o banda transportadora, influenciarán la sensibilidad y operación del sistema. En una modalidad, las piezas de material mixto se colocan sobre una banda transportadora en movimiento, y los sensores capacitivos de proximidad se montan en una placa de desgaste que contacta la superficie inferior de la banda transportadora. De esta manera, las piezas de material mixto que están descansando sobre la parte superior de la banda transportadora, se separan de la placa de desgaste por el espesor de la banda transportadora. En una modalidad, la placa de desgaste puede elaborarse de acrílico y los sensores capacitivos de proximidad se montan en orificios contra sumergidos en el acrílico. La profundidad de los sensores capacitivos de proximidad puede variar dependiendo de su sensibilidad. Si se usan sensores de tipos o sensibilidades diferentes en una formación particular de sensores, como puede ser deseable en algunas modalidades, pueden usarse diferentes profundidades de orificios para los diferentes sensores. La colocación de los sensores lejos de la superficie que soporta las piezas mixtas variará dependiendo del intervalo del sensor capacitivo de proximidad y la operación deseada del sistema. Puede ser deseable tener un sensor que tiene un intervalo de 30 mm o más puesto que este intervalo agregado proporciona más resolución para diferenciar los materiales distintos. De esta manera, un sensor con un intervalo más largo se colocará más profundo bajo la superficie. Con sensores de mayor sensibilidad, es posible diferenciar de manera confiable entre materiales que tienen propiedades dieléctricas similares, lo cual puede permitir, al sistema de la presente invención, distinguir y separar grados diferentes de materiales similares tales como: polietileno, poliestireno y polipropileno los cuales tienen una constante dieléctrica ligeramente diferente cada uno.

La sensibilidad de los sensores puede impactar la precisión del sistema de clasificación por lo menos en algunas modalidades, particularmente donde ' los materiales que se clasificarán incluyen materiales con constantes dieléctricas muy similares. Sin embargo, los sensores más sensibles típicamente son más caros y pueden no requerirse para una implementación particular. Como resultado, el diseñador de un sistema particular típicamente hará coincidir la sensibilidad del sensor con los factores relevantes asociados con la mezcla particular y los materiales usados en el resto del sistema. Pueden usarse diversos métodos para mejorar la sensibilidad de los sensores capacitivos de proximidad. Como se discute en lo anterior, en algunas modalidades es deseable montar los sensores capacitivos de proximidad en una rampa o en una placa de desgaste bajo la banda transportadora. Además, la configuración de montaje en sí misma puede aumentar la sensibilidad de los sensores capacitivos de proximidad. Como un ejemplo, si los sensores capacitivos de proximidad se montan en un bloque sólido de material que tiene una constante dieléctrica similar a los materiales que se están clasificando, puede aumentar la detección de materiales que están directamente por arriba del orificio en el cual se monta el sensor, incluso cuando la constante dieléctrica del material de montaje puede limitar la detección periférica de los materiales. Dependiendo del diseño, el sensor puede montarse dentro de un manguito o tubo fabricado para un material con una constante dieléctrica especifica, y el ensamble montarse entonces en una ubicación apropiada, tal como la placa de desgaste. Los manguitos o tubos de materiales de constante dieléctrica diferente, en algunos casos, pueden proporcionarse selectivamente, de modo que pueda usarse el material que produce la sensibilidad óptima en el sensor. La geometría de los orificios del sensor también puede afectar la sensibilidad de los sensores capacitivos de proximidad. Un orificio más grande puede requerir que más material pase por encima con el fin de detectar apropiadamente la constante dieléctrica, mientras que un orificio más pequeño puede enfocar la detección electromagnética y requerir menos volumen de material para detectar la constante dieléctrica. La profundidad del orificio también puede influenciar la sensibilidad, dependiendo de los otros factores discutidos en lo anterior. En una modalidad, el sistema se configura para detectar madera y caucho pero no detecta plástico. En esta modalidad, el orificio puede ser suficientemente profundo para exceder el intervalo del sensor para materiales de plástico. Puesto que la madera y caucho tienen una constante dieléctrica más alta y producen 4 una señal de detección más fuerte, los sensores capacitivos de proximidad aún son capaces de detectar estos materiales. En otra modalidad, el sistema puede configurarse para detectar y distinguir plásticos, maderas y cauchos. En esta modalidad, un sensor capacitivo de proximidad de baja sensibilidad se monta en un orificio a menor profundidad que un sensor capacitivo de proximidad de alta sensibilidad para detectar las piezas de plástico. Si se están detectando diferentes tipos de plásticos, puede requerirse un sensor capacitivo de proximidad que tiene una sensibilidad muy alta. En algunas modalidades, puede ser deseable usar sensores que se afinen en forma estrecha a un intervalo especifico, pero que tienen una capacidad mejorada para diferenciar los materiales con constantes dieléctricas similares. Por ejemplo, como se especifica en la Tabla 1 en lo anterior, el plástico del polipropileno tiene una constante dieléctrica de 2.0-2.3, el polietileno tiene una constante dieléctrica de 2.3 y el poliestireno tiene una constante dieléctrica de 3.0. Un sensor con sensibilidad apropiada puede distinguir el poliestireno del polipropileno y el polietileno en la medida en que las constantes dieléctricas sean diferentes, por ejemplo, en la media en que no se superpongan. Pueden usarse múltiples filas o formaciones de sensores para agregar más precisión.

Un problema adicional encontrado con formaciones de sensores, como se usan en la presente invención, es la interferencia de señales entre los sensores. La interferencia de señales es una condición en la cual las señales de detección pretendidas para detectarse por un sensor pueden afectar otros detectores adyacentes. En general, las soluciones para la interferencia de señales discutidas en la presente pueden aplicarse a los sensores de proximidad mencionados en la presente para la mayor parte de las modalidades. Con referencia a las Figuras 6A-6E, pueden apreciarse diversas configuraciones de formaciones de sensores que tienen diferentes características de interferencia de señales y detección, con el objetivo de permitir que una implementación particular optimice la elección de la formación para las necesidades de esa implementación. Como se muestra en la Figura 6A, una serie de detectores 610 puede disponerse en una formación lineal de una dimensión, a lo largo de una anchura de una rampa o una banda 615 transportadora que transporta las piezas de material mixto, típicamente piezas 620 de plástico y piezas 625 de madera y. caucho. Esta configuración permite a las piezas 625 de madera y caucho detectarse al mover las piezas mixtas a lo largo de la hilera de detectores 610, lo cual acelera sustancialmente el proceso de detección de madera y caucho. Si se está usando una banda transportadora, ésta, por lo menos en algunas modalidades, es sustancialmente horizontal o sólo se inclina ligeramente. De manera alternativa, puede usarse una rampa, en cuyo caso el ángulo puede ser 35 a 70+ grados dependiendo de los tipos de materiales que se están separando . Puesto que el intervalo típico de detección de los sensores capacitivos de proximidad es corto, se colocan en forma típica comparativamente cerca entre sí, de modo que se detecten todas las piezas de madera y caucho que pasan a través de la formación de sensores; las dimensiones exactas variarán con el intervalo de detección del sensor específico usado en cada implementación particular. Los sensores de preferencia se dispondrán de modo que las piezas de madera y caucho no sean capaces de pasar entre los sensores y eviten de esta manera detectarse mientras, al mismo tiempo, los sensores no se colocan tan cerca, de manera que la interferencia de señales se vuelva un problema. Existen diversos métodos para evitar o minimizar la interferencia de señales, mientras que al mismo tiempo se cubre la anchura completa de la rampa o banda transportadora. Con referencia a la Figura 6B particularmente, los sensores 630 pueden escalonarse de tal manera que los sensores no se coloquen cerca entre sí y todavía cualquier pieza de madera y caucho en la rampa o banda transportadora pasará cerca de por lo menos un sensor. Cuando se usa una configuración escalonada, los sensores pueden configurarse en hileras múltiples de sensores 630. Al tener más hileras de sensores 630, el espaciado entre cada sensor puede extenderse para evitar la interferencia de señales. En una modalidad, cuatro o más hileras 635A-635D escalonadas de sensores 630 pueden usarse. Al colocar esos sensores 630 en cuatro o más hileras escalonadas, los sensores se separan de manera suficiente entre sí para evitar cualquier interferencia de señales . Otro medio para evitar la interferencia de señales es usar sensores que tienen diferentes frecuencias de operación. La interferencia de señales se presenta típicamente sólo entre sensores que operan en la misma frecuencia. Con referencia a la Figura 6C, al colocar sensores que operan en frecuencias diferentes uno después de otro, en la formación de una dimensión, hay una separación mayor de sensores de la misma frecuencia, mientras que al mismo tiempo se permite a los sensores espaciarse de manera más estrecha, si se desea para una implementación particular. Si se usan dos sensores de frecuencia diferente, un detector 640 fl, que tiene una primera frecuencia, puede colocarse después de un detector 645 f2 que tiene una segunda frecuencia. Estos detectores 640 y 645 pueden disponerse en un patrón alterno, en hileras ya sea rectas o escalonadas. Además, si se usan sensores de tercera, cuarta, etc. frecuencias, puede proporcionarse una separación adicional. Con referencia a la Figura 6D, puede observarse una disposición que combina alternancia de frecuencias y separación de los sensores en una o más hileras escalonadas adicionales de detectores. Un primer conjunto de sensores 650 opera en una primera frecuencia, un segundo conjunto de sensores 655 opera en una segunda frecuencia y un tercer conjunto de sensores 660 opera en una tercera frecuencia. Al usar frecuencias diferentes y/o usar hileras escalonadas múltiples de sensores, los detectores 650, 655, 660 pueden colocarse a lo largo de la anchura completa del área de inspección sin provocar una interferencia de señales significativa, si es que se presenta. Como se discute en lo anterior, los detectores desprotegidos pueden ofrecer algunas ventajas para detectar piezas grandes, mientras que los detectores protegidos pueden ofrecer algunas ventajas para detectar piezas pequeñas. De esta manera, las piezas grandes y pequeñas de madera y caucho pueden clasificarse de manera más eficiente a partir de los materiales mixtos al usar sensores capacitivos de proximidad tanto protegidos como desprotegidos. Con referencia la Figura 6E, se muestra una vista lateral de una modalidad del sistema de clasificación inventivo. Con el fin de detectar de manera rápida y precisa todos los tamaños de las piezas de madera y caucho, los materiales mixtos incluyen piezas 620 de plástico y piezas 625 de madera/caucho. Los materiales 620, 625 mixtos pasan cerca de por lo menos un sensor 665 protegido y/o un sensor 670 desprotegido. Como se discute anteriormente, la banda transportadora debe ser adecuadamente durable para aplicaciones industriales, y de preferencia se configura para permitir que los sensores detecten fácilmente los materiales que pasan cerca de la formación de sensores colocada ya sea bajo la banda o arriba de la banda, pero sin contacto físico entre los sensores y el material está clasificando. Se apreciará por aquellos experimentados técnica que, por lo menos algunas veces, las piezas están clasificando pueden llegar a deformarse y retorcerse, en cuyo caso pueden ofrecer sólo un pequeño perfil para la detección por los sensores. Además, por lo menos en algunos casos, los materiales indeseables pueden apilarse por arriba o debajo de los materiales deseados, haciendo la detección más difícil. En tales modalidades, una formación de sensores tanto por arriba de la banda como por debajo de la banda puede usarse para mejorar la precisión de la detección. Se apreciará que una formación superior de sensores puede disponerse en la misma forma que la plataforma de sensores por debajo de la banda, para minimizar la interferencia de señales y maximizar la detección. Como se discute en lo sucesivo, las formaciones de transportadores y sensores múltiples en cascada también ayuda a reducir los materiales "perdidos", puesto que la caída de un transportador a otro en la cascada frecuentemente es suficiente para la reposición de una pieza distorsionada o atrapada, haciéndola más fácil de identificar para los sensores. El sistema inventivo de clasificación de materiales puede usar sensores 665 capacitivos protegidos de proximidad, sensores 670 capacitivos desprotegidos de proximidad o una combinación de sensores 665, 670 protegidos y desprotegidos. En cualquiera de estas configuraciones, todas las señales de los detectores 665, 670 se alimentan a una computadora de procesamiento (no mostrada) . Puesto que los sensores 665 protegidos y los sensores 670 desprotegidos típicamente son mejores cada uno para identificar tipos específicos de piezas 625 de madera y caucho, pueden producir señales de detección diferentes para la misma pieza de madera, caucho u otro material 625. Puesto que los sensores 665 protegidos son mejores para detectar piezas pequeñas, producirán una señal de detección más fuerte, por ejemplo, para piezas pequeñas de madera y caucho que un sensor 670 desprotegido. De manera similar, el sensor 670 desprotegido producirá una señal de detección más fuerte para piezas más grandes que el sensor 665 protegido. Con el fin de mejorar la precisión del proceso de identificación de materiales, la computadora de procesamiento puede ejecutar un programa que priorice qué tipo de señal se seleccionará para una modalidad particular. Por ejemplo, la computadora puede ejecutar un algoritmo que usa la señal de detector más fuerte para indicar la posición de la pieza 625 detectada. En esta modalidad, las piezas 620, 625 mixtas pueden hacerse pasar por varias hileras de sensores 665, 670 de modo que las piezas 625 seleccionadas se detecten varias veces. El sistema será más preciso puesto que la posición de la pieza 625 seleccionada se rastreará por los detectores 665, 670 y la señal de detección más fuerte proporcionará la información de posición más precisa. Se apreciará que la computadora incluye un mecanismo, por ejemplo una tabla de búsqueda, lo cual permite al programa correlacionar la ubicación del sensor con la posición, de modo que la posición física de cualquier material detectado pueda identificarse y rastrearse con el tiempo. En una modalidad, , los materiales que pasan a través de la o las formaciones 515A-515B de sensores dieléctricos digitales de bajo pasaje se transportan de preferencia por una banda 255 transportadora de transferencia al siguiente módulo, observado mejor en las Figuras 2B y 7. Inicialmente, el material se hace pasar a una criba 230 vibradora que separa las piezas dimensionadas más pequeñas de los materiales más grandes. La criba 230 vibradora tiene una superficie 710 de tamiz que se hace vibrar por un motor y se soporta por patas movibles. La superficie 710 de tamiz incluye una formación de perforaciones u orificios para permitir que las piezas más pequeñas caigan a través de la superficie del tamiz. La criba 710 vibradora puede hacerse descender ligeramente de modo que el material viaje hacia un extremo y caiga en las áreas 181 segregadas separadas. En una modalidad, los orificios en la superficie 171 de tamiz pueden ser del orden de 18 mm de diámetro, sin embargo el tamaño de los orificios típicamente se hace coincidir con el material que se está clasificando y de esta manera puede variar sobre un intervalo significativo. Los orificios más grandes provocarán que caigan más piezas a través de la superficie 171 de criba vibradora y fuera del flujo 181 de procesamiento continuo. Las piezas pequeñas pueden incluir suciedad y las piezas grandes pueden incluir alambre y plásticos dieléctricos bajos. De manera alternativa, el tanque de flotación/sumersión, descrito en relación con la Figura 10, puede usarse para realizar de manera eficiente esta función de separación. Cuando se usa para separación de alambre, el medio del tanque de flotación/sumersión puede ser agua o agua más un compuesto para incrementar la gravedad especifica, o un sistema de medios pesados o un sistema de flotación de arena. En una modalidad, las piezas más grandes clasificadas por la criba 710 vibradora se colocan en una banda 715 transportadora balística de alta velocidad, la cual separa los materiales de plástico más grandes de las piezas más pequeñas que no se separaron por la criba 710 vibradora. La banda 715 transportadora balística de alta velocidad se inclina hacia arriba y los materiales en la banda de alta velocidad se aceleran y proyectan del extremo de la banda 715 como una función de su densidad. Para por lo menos algunas modalidades, una velocidad de la banda en el orden de 182.88 metros por minuto (600 pies por minuto) se ha encontrado adecuada, aunque la velocidad puede variar con la mezcla de materiales que se está clasificando. En algunas implementaciones, una formación de chorros 720 de aire montada en el extremo de la banda 715 se usa para proyectar una corriente constante de baja presión de aire comprimido para ayudar a separar los materiales de densidad más baja de la corriente. Los chorros 720 de aire desvían más fácilmente los materiales de densidad más baja que los materiales de densidad más alta, puesto que la masa de los materiales de densidad más baja es menor, donde las piezas de material son aproximadamente del mismo tamaño. De esta manera, los materiales de densidad más baja tales como alambre y suciedad pueden desviarse para caer en una primera área 725 segregada, mientras que el momento mayor de los materiales de densidad más alta, tales como plásticos de alta densidad, les da una trayectoria que les permite proyectarse lejos hacia una segunda área 730 segregada . Existen diversas alternativas al método de clasificación de banda transportadora balística para separar el plástico del alambre. Como una alternativa, puede utilizarse un método de clasificación por gravedad específica. La gravedad específica del plástico, madera, caucho, etc., de manera típica es de aproximadamente 1.4, mientras que la gravedad específica del alambre y otros metales es mayor a aproximadamente 2.5. Si estas piezas se colocan en un material fluido con una gravedad específica conocida (tal como agua, arena o un medio pesado) el plástico y otros materiales se harán flotar, mientras que se hará que se sumerja el alambre y otros metales. Tal disposición se describe en mayor detalle en relación con la Figura 10, y se apreciará que el tanque de flotación/sumersión de la Figura 10 también puede usarse para separar las fracciones más ligeras y más pesadas de plástico, al ajustar la gravedad especifica del medio. Otros métodos de clasificación que pueden usarse incluyen detección de metales de alta definición, detección por baño de agua y rayos x asi como el sistema de medios pesados y proceso de flotación de arena descrito anteriormente. En este punto, se apreciará que la mezcla de materiales se ha separado en sus componentes clave, y el plástico de constante dieléctrica baja, de alta densidad, se ha separado de todos los otros materiales hasta un grado relativamente alto de precisión, típicamente bastante arriba de 90% y, por lo menos en algunas implementaciones , más en el orden de 99%. Esto rinde un producto reciclable comercialmente atractivo. También es posible clasificar además los materiales que se desviaron puesto que tienen una constante dieléctrica más alta de lo que se deseaba en el módulo 225 de clasificación de bajo pasaje, como se describe brevemente en relación con la Figura 2C. Con referencia a las Figuras 8 y 9, estas etapas de clasificación adicionales pueden apreciarse mejor. En tal disposición, los materiales dieléctricos altos que se separaron por el módulo 225 de clasificación dieléctrica de bajo pasaje pueden transportarse por una banda 540 transportadora hasta un alimentador 810 oscilante, que es similar al alimentador 260 oscilante. El volumen inferior de materiales dieléctricos altos se alimenta por una banda transportadora la cual, por lo menos en algunas disposiciones, se permite que viaje a una velocidad más lenta que la banda 310 transportadora original y se clasifican por un módulo 240 sensor de ancho de banda. Por lo menos en algunas implementaciones, el módulo sensor de ancho de banda usa sensores inductivos, cuyas características se discuten en mayor detalle en lo sucesivo. Los materiales dieléctricos altos pasan por una formación 810 de sensores inductivos de proximidad de alta frecuencia, que separa las piezas de metal de las piezas no metálicas. Cuando las piezas de metal se detectan, se envía una señal a una formación de chorros 193 de aire que desvían las piezas de metal hacia un área 195 segregada por el uso de software que mapea y rastrea la ubicación de los artículos en la banda. En algunas modalidades, puede permanecer aún una fracción significativa de metal. Para tales modalidades, en la disposición de la Figura 8, la formación 240 de sensores de ancho de ancho de banda detecta piezas de metal no ferroso con los detectores 830 inductivos de proximidad usados en la formación 810 de sensores inductivos. Se encuentran disponibles tipos diferentes de detectores inductivos de proximidad, los cuales tienen características específicas de operación. En particular, los detectores inductivos de proximidad protegidos y desprotegidos realizan la misma operación de detección de metal, pero tienen características distintivas de operación las cuales se listan en Tabla 2.

TABLA 2 La frecuencia de operación corresponde al tiempo de detección y velocidad de operación de la detección de metal. Una frecuencia de operación acelerada será capaz de detectar objetos de metal más rápidamente que un detector con una frecuencia de operación más lenta. La resolución se correlaciona con el tamaño del objeto que se está detectando. Un detector que tiene una resolución más grande es más adecuado para detectar objetos de metal grandes que un detector que tienen una resolución más pequeña. La penetración se refiere al espesor máximo del material no metálico que puede cubrir el objeto de metal que puede penetrar el detector y aún detectar apropiadamente el metal subyacente tales como, por ejemplo, alambres y metales aislados y recubiertos o piezas apiladas de plástico y metal. Un detector que tiene una profundidad de penetración más alta será capaz de penetrar el material no metálico y detectar más piezas de metal que un detector que tiene una profundidad de penetración más baja. Por lo menos en algunas disposiciones, los detectores inductivos de proximidad desprotegidos pueden preferirse para detectar piezas de metal grandes, mientras que los detectores inductivos de proximidad protegidos pueden preferirse para detectar piezas de metal más pequeñas. Las modalidades que usan las etapas de clasificación por tamaños descritas anteriormente reducirán la necesidad de tales consideraciones en aquellas disposiciones. Las especificaciones en Tabla 1 son para detectores inductivos de proximidad típicos de 30 mm de diámetro. El cambio en el diámetro resulta en características de operación cambiadas y, en particular, la distancia de penetración puede prolongarse al alargar el diámetro del sensor. El área de detección más grande también puede resultar en un tiempo de detección más lento y puede ser más susceptible a la interferencia de señales en algunas modalidades. Además de los sensores inductivos de proximidad que detectan piezas de metal pequeñas y grandes, otros sensores inductivos ofrecen capacidades diferentes de alguna manera. Por ejemplo, algunos sensores inductivos de proximidad basados en bobinas son capaces de detectar de manera precisa los metales no ferrosos tales como aluminio, latón, zinc, magnesio, titanio y cobre. Dependiendo de la aplicación de detección de metales, los detectores inductivos de proximidad específicos del material pueden usarse con los otros sensores para detectar piezas de metal ferroso y piezas de metal no ferroso, grandes y pequeñas. Los detectores de metal no ferroso pueden entremezclarse en la formación de sensores protegidos y desprotegidos o agregarse como hileras adicionales de detectores de metal no ferroso a la formación, similar a las disposiciones de sensores capacitivos discutidas anteriormente. Aunque los detectores inductivos de proximidad pueden detectar la presencia de diversos tipos de metales, esta capacidad puede variar dependiendo del sensor y el tipo de metal que se está detectando en una forma conocida en la técnica de la detección. Como con los sensores capacitivos discutidos anteriormente, los sensores inductivos del módulo 240. Con el fin de detectar de manera precisa las piezas de metal mezcladas con las piezas no metálicas, los detectores deben colocarse cerca para determinar el material de la pieza que se está inspeccionando. Esto puede hacerse al mover uno o más detectores sobre un lote de materiales mixtos o, alternativamente, las piezas pueden moverse sobre el o los detectores . Como se discute en lo anterior, los sensores desprotegidos son más lentos que los sensores protegidos y requieren más tiempo para detectar en forma precisa las piezas de metal. Los detectores pueden configurarse con hileras múltiples de sensores protegidos y menos hileras de sensores desprotegidos. Al tener hileras adicionales de sensores protegidos, es más probable que por lo menos una de las varias hileras de sensores protegidos detectará las piezas de metal. Una vez que los metales no ferrosos se han separado de la mezcla por el módulo 240 de clasificación de ancho de banda, el residuo se hace pasar a través de un módulo 245 sensor dieléctrico análogo. Como con las formaciones de sensores anteriores, una formación de sensores 910 dieléctricos análogos puede colocarse por arriba o debajo de una banda transportadora, o tanto por arriba como por debajo, y puede programarse para detectar materiales dentro de un intervalo de constantes dieléctricas, como se discute anteriormente. El dispositivo 245 de clasificación por sensores dieléctricos análogos separa los materiales dieléctricos altos de madera y caucho de los materiales de plástico. En una modalidad donde la fracción mayoritaria de la corriente de materiales es desechos, la formación 910 de sensores usa un grupo de sensores dieléctricos análogos que pueden ajustarse a un intervalo de aproximadamente 2.2 a 3.6 u -otro intervalo deseado. Cuando se detectan materiales que tienen un valor dieléctrico en el intervalo establecido, tales como los plásticos deseados que forman la fracción minoritaria de la corriente, se acciona una formación 915 de chorros de aire para rechazar los materiales hacia una primera área 920 segregada y los materiales restantes -con un valor dieléctrico fuera del intervalo deseado- pasan a través del dispositivo de clasificación por sensores dieléctricos hacia una segunda área 925 segregada separada. Por ejemplo, los plásticos dieléctricos altos tienen una constante dieléctrica en el intervalo de 3.0 a 3.8, mientras que los materiales de madera y caucho tienen una constante dieléctrica por arriba del intervalo 3.0 a 3.8, de tal manera que el módulo 245 de clasificación análoga permite una clasificación automática efectiva de madera y caucho a partir de los plásticos deseados. Después de que las piezas de madera y caucho y plástico se clasifican, los materiales clasificados pueden reciclarse. Aunque es deseable clasificar perfectamente los materiales mixtos, siempre habrá algunos errores en el proceso de clasificación. Estos errores pueden deberse a la composición de los materiales que pasan sobre el sensor, la ubicación de las piezas que se apilan entre si, una separación insuficiente de las piezas, humedad, errores en los sensores, etc. El algoritmo de clasificación análoga puede ajustarse con base en la potencia de la salida de señales del detector análogo y variables ambientales. Una salida de señales análogas del intervalo deseado es una fuerte indicación de madera y caucho, mientras que una señal análoga dentro del intervalo deseado es una fuerte indicación de plástico. Un algoritmo establece una división de piezas de madera y caucho de las piezas de plástico con base en la potencia de la señal y puede ajustarse, lo que resulta en variación de los errores de clasificación. El usuario final será capaz de controlar el punto de clasificación y puede incluso usar datos de resultados de prueba y error o empíricos para optimizar la clasificación de los materiales mixtos. Aunque el sistema de clasificación descrito para separar plásticos de madera, caucho y otros materiales puede tener una precisión muy alta bastante arriba del 90%, es posible mejorar este rendimiento. Existen diversos métodos para mejorar la pureza de las fracciones mayoritaria y minoritaria y separar en forma precisa la madera y caucho del plástico a una tasa de precisión cercana al 100%, uno de los cuales involucra el uso de dieléctricos en cascada. La separación de las fracciones mayoritaria y minoritaria, clasificadas como se describe en lo anterior, puede además purificarse al clasificar posteriormente los materiales con un segundo sistema de clasificación primaria y una unidad de recuperación adicional. La segunda unidad primaria y unidades de recuperación son similares a la primera unidad primaria de procesamiento de clasificación de madera y caucho descrita en lo anterior. El material clasificado por la unidad primaria se coloca sobre una segunda banda transportadora y se hace pasar, por formaciones adicionales, cerca de detectores capacitivos de proximidad en la segunda unidad primaria de clasificación. Estas segundas formaciones de detectores de unidad primaria de clasificación y recuperación pueden configurarse como se describe en lo anterior: con detectores protegidos y desprotegidos mixtos, frecuencias de operación alternas para detectores osciladores, hileras escalonadas para detectores de bobina y/u osciladores y disposiciones montadas sobre y bajo la superficie de la banda transportadora. El material de desecho o mixto de la segunda clasificación se envía a la unidad de recuperación para un último proceso de clasificación . Como la primera unidad de clasificación primaria, las salidas de los detectores capacitivos de proximidad en la segunda clasificación primaria y clasificación de recuperación se alimentan a una computadora la cual rastrea las piezas de madera y caucho. La computadora transmite señales al mecanismo de clasificación para separar nuevamente la madera y caucho de los plásticos. Puede usarse una cámara de alta velocidad con la unidad de clasificación para detectar de manera más precisa la velocidad de las piezas. Pueden ser necesarias luces para mejorar el contraste visible de las piezas contra la superficie de la banda transportadora. Nuevamente, las piezas de madera y caucho se desvian hacia diferentes bandejas en el extremo de la rampa o banda transportadora. En la modalidad preferida, el sistema de clasificación usado con la unidad de recuperación tiene chorros de aire montados bajo la superficie superior de la rampa o banda transportadora. Los chorros de aire no se accionan cuando las piezas de plástico llegan en el extremo, de la rampa o banda transportadora y caen en una bandeja de plástico adyacente al extremo de la rampa y la banda transportadora. La computadora de recuperación envía señales que accionan los chorros de aire cuando llegan piezas de madera y caucho en el extremo de la rampa y banda transportadora, desviándolas sobre una barrera hacia una bandeja de madera y caucho. Se prefieren estos chorros de aire de montaje por debajo, puesto que la madera y caucho tienden a ser más pesados y, de esta manera, tienen más momento para viajar además hacia la bandeja de madera y caucho que las piezas de plástico más ligeras. La precisión resultante de las piezas en la bandeja de plásticos de ,1a unidad de recuperación es de hasta 99+%. Se estima que un rendimiento común del proceso de clasificación descrito en una operación de reciclaje de trituradora de automóviles y electrodomésticos es 30 - 50% de materiales magnéticos, 20 - 30% de madera y caucho y 25 35% de plástico y alambre. Los materiales magnéticos recuperados pueden forzarse en pastillas o briquetas que pueden reciclarse en un proceso de fundido al horno para producir aleaciones de acero de carbono. La madera y caucho recuperados pueden usarse como relleno para cemento, combustible en materia prima o aditivos de carbono para aleación de acero. El sistema de clasificación de la presente invención puede usarse con algunos o todos los módulos de clasificación descritos en lo anterior con respecto a la Figura 1. Cuando se detectan las piezas que se clasificarán, la computadora sincroniza la activación del chorro de aire con el tiempo en que la pieza de madera o caucho alcanza el extremo de la rampa de plástico o banda transportadora. De manera alternativa, una cámara digital de alta velocidad puede usarse para rastrear la ubicación en los objetos en la rampa o banda transportadora y permitir una clasificación precisa. Al separar las piezas de plástico y no de plástico, las piezas de plástico clasificadas pueden reciclarse entonces. Las piezas de plástico también pueden reclasificarse para separar los tipos diferentes de plástico. Aunque el sistema inventivo de clasificación de madera y caucho se ha descrito con una formación de chorros de aire montados sobre o bajo la rampa o banda transportadora, se contempla que otros mecanismos diversos de clasificación pueden usarse. Por ejemplo, una formación de mangueras de vacio puede colocarse a lo largo de la rampa o banda transportadora y la computadora puede accionar un tubo de vacio especifico a medida que las piezas de madera y caucho pasan bajo, la manguera correspondiente. De manera alternativa, brazos robóticos con mecanismos de succión, adhesivos, de sujeción, una proyección o barrido energizado pueden usarse para remover las piezas de madera y caucho a medida que se mueven bajo una región de clasificación del sistema. Una fase de separación adicional puede implementarse en la forma mostrada en la Figura 10. La Figura 10 ilustra, en una vista lateral en corte transversal, un tanque 1000 de flotación/sumersión, en el cual el medio 1005 tiene una gravedad especifica que provoca que ciertos materiales se sumerjan, mientras que otros materiales floten. Por ejemplo, como se discute anteriormente, ciertos plásticos flotan en agua, mientras otros se sumergen. De esta manera, si se usa agua como el medio, el tanque 1000 de flotación/sumersión puede separar plásticos y otros materiales residuales de densidad más baja de los plásticos de densidad más alta. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, la gravedad especifica del medio 1005 puede ajustarse selectivamente para permitir la separación de otros materiales, por ejemplo, alambre de cobre, de los materiales más ligeros tales como plásticos. Por ejemplo, esta metodología también funciona para la separación de alambre de cobre aislado de las piezas de plástico, aún cuando tal aislamiento típicamente es plástico, al ajustar la gravedad específica del medio a aproximadamente 1.4, aunque la gravedad específica puede ser más alta o más baja dependiendo de la clasificación deseada. Si el agua es el componente primario del medio, la gravedad específica del medio 1005 puede ajustarse al agregar sal, sulfito de magnesio y cloruro de calcio u otros materiales adecuados. En algunas modalidades, el cloruro de calcio se prefiere actualmente para ajustar la gravedad específica del medio basado en agua. En otros casos, el medio será un proceso de arena seca o un proceso de medios pesados, como se discute en otra parte en la presente (Véase la Figura IB) . Se apreciará, por aquellos experimentados en la técnica, que la presente invención no se limita al proceso ya sea húmedo o secó, ni a ningún medio particular, ni a ningún material especifico para ajustar la gravedad especifica del medio. Se apreciará también que algunas modalidades incluirán una pluralidad de tanques de flotación/sumersión, cada uno teniendo un medio de una gravedad especifica diferente, para clasificar mejor los materiales específicos, tales como tipos diferentes de plásticos. También es posible usar una combinación de un tanque de flotación/sumersión con un proceso de medios pesados, o un proceso de flotación de arena seguido ya sea por un proceso de flotación/sumersión o un proceso de medios pesados. Durante la operación de una modalidad, una corriente de materiales 1010 reciclables se suministra al tanque de flotación-sumersión por cualquier medio adecuado, por ejemplo, un transportador 1015 y un tubo de descarga 1020. Según se desee, el tubo de descarga puede tener un ángulo bastante inclinado para permitir a los materiales en la corriente 1010 sumergirse con prontitud al entrar al medio 1005. Aquellos con una gravedad específica menor a la del medio saldrán a flote en lo sucesivo, mientras que aquellos con una gravedad específica más alta permanecerán sumergidos. Se apreciará que el tubo de descarga 1020 no es necesario en todas las modalidades. Después de que los materiales se han separado en el medio, los materiales más pesados estarán en la parte inferior del tanque, mientras los materiales más ligeros estarán flotando en la parte superior. Será deseable, por lo menos en algunas implementaciones , proporcionar un mecanismo para remover eficientemente, por separado, los dos grupos de materiales. Un ejemplo de tal : disposición se muestra también en la Figura 10, en donde un mecanismo 1030 de arrastre se coloca a lo largo de la parte inferior del tanque para mover los materiales más pesados hacia el extremo próximo del tanque, mientras una serie de ruedas 1040 de paletas se coloca a lo largo de la longitud de la superficie del medio para mover los materiales más ligeros hacia el extremo distante del tanque. Se apreciará que los materiales pueden removerse desde cualquier extremo, y la decisión de donde se moverán los materiales del tanque es meramente un detalle de implementación . Los dos grupos separados de materiales entonces pueden removerse por cualquier medio adecuado. Mecanismos de arrastre adecuados para la parte inferior pueden incluir un tornillo de clavar con tablillas o paletas dispuestas horizontalmente, las cuales abarcan sustancialmente la anchura del tanque, o pueden incluir una cadena de arrastre que tiene las tablillas o paletas unidas a la misma, o pueden incluir un transportador sumergido. La parte inferior del tanque puede ser plana si se usa una cadena de arrastre o transportador sumergido. Si se usa un tornillo de clavar, puede ser útil proporcionar un canal a lo largo de la parte inferior del tanque en el cual el tornillo puede colocarse. Se apreciará que una salida 1050 curvada puede proporcionarse para la remoción del material de superficie, donde las paletas se dimensionan para alcanzar sustancialmente la salida curvada, mientras que al mismo tiempo se tiene el tubo de descarga suficientemente largo para permitir al medio drenarse nuevamente hacia el tanque en lugar de derramarse fuera del tanque. El medio especifico depende sustancialmente del tipo de material que se está manejando. En una modalidad de la invención, es posible lograr una recuperación altamente eficiente de alambre de la corriente de materiales reciclables, a través del uso de una separación magnética inicial para separar los materiales ferrosos, seguida por una fase de separación tal como aquella mostrada en las Figuras 4A-4B para separar una fracción pesada, la cual incluye típicamente caucho, alambre y metales, de una fracción más ligera la cual incluye típicamente plásticos y espuma. Una cuchilla flotante u otro sistema neumático se implementa típicamente en tal disposición para ayudar a separar la fracción pesada de los plásticos y espumas. La fracción pesada puede entonces separarse en fracciones de alambre y caucho por el uso del tanque de flotación/sumersión descrito en la Figura 10, donde el alambre comprende típicamente la fracción pesada. Si la fracción pesada incluye suciedad y partículas finas, una operación de tamización puede incluirse antes de introducir la fracción pesada en el tanque de flotación/sumersión . Se entenderá que, aunque la presente invención se ha descrito con referencia a modalidades particulares, pueden hacerse adiciones, eliminaciones y cambios a estas modalidades, sin apartarse del alcance de la presente invención. Aunque se ha descrito un sistema que incluye ajustes muy específicos de constantes dieléctricas, se entiende bien que estos ajustes y la configuración descrita de las unidades del sistema de clasificación pueden modificarse y redisponerse en otras configuraciones diversas .

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.
REIVINDICACIONES 1. Un concentrador para clasificar materiales reciclables en fracciones más ligeras y más pesadas, caracterizado porque comprende un transportador que suministra una corriente de materiales, por lo menos algunos de los cuales son reciclables , por lo menos un módulo de separación el cual recibe por lo menos una porción de la corriente de materiales y separa los materiales recibidos en una fracción más ligera y una fracción más pesada al exponer la corriente a aire en movimiento, con lo cual por lo menos una de las fracciones se desvia de su dirección original, y un transportador de relanzamiento para eliminar piezas ligeras o redondas de por lo menos una de las fracciones . 2. El concentrador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de separación comprende una cuchilla flotante.
3. El concentrador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque incluye por lo menos un tanque de flotación/sumersión el cual recibe por lo menos una de las fracciones y separa además esa fracción en subfracciones de acuerdo con una gravedad especifica predeterminada.
4. El concentrador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque por lo menos un tanque de flotación/sumersión recibe la fracción más pesada .
5. El concentrador de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la fracción más pesada comprende por lo menos alambre y metal.
6. El concentrador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la gravedad especifica predeterminada está en el orden de 1.4.
7. El concentrador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la gravedad especifica predeterminada está en el orden de 1.1 - 2.
8. El concentrador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un medio magnético para separar los materiales magnéticos en la corriente de materiales.
9. El concentrador de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la corriente se suministra al medio magnético adelante del módulo de separación .
10. El concentrador de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque comprende un módulo de tamización para eliminar suciedad y partículas finas de la fracción más pesada.
11. El concentrador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el tanque de flotación/sumersión contiene medio de la gravedad específica predeterminada.
12. El concentrador de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la gravedad específica del medio se ajusta al agregar por lo menos uno de un grupo que comprende sal, cloruro de calcio y sulfito de magnesio.
13. El concentrador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un sistema de medios pesados el cual recibe la fracción más pesada y clasifica esa fracción de acuerdo con una gravedad específica predeterminada.
14. El concentrador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un sistema de flotación de arena el cual recibe la fracción más pesada y clasifica esa fracción de acuerdo con una gravedad específica predeterminada.
15. El concentrador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque por lo menos un tanque de flotación-sumersión comprende dos tanques, el primer tanque tiene una gravedad especifica en el orden de uno, y el segundo tanque de flotación/sumersión tiene una gravedad especifica en el orden de 1.4.
16. Un sistema de recuperación de alambre, caracterizado porque comprende un aparato de alimentación para suministrar una corriente de materiales, una porción de la corriente de materiales comprende alambre, un separador de aire para separar una fracción de los materiales, la cual incluye el alambre, de una fracción de los materiales, la cual es sustancialmente menos densa que el alambre, por lo menos un módulo de separación por gravedad especifica que tiene una gravedad especifica menor a la del alambre, el cual recibe la fracción de los materiales, la cual incluye el alambre, con lo cual la fracción de materiales, la cual incluye el alambre, se separa además en una primera subfracción que comprende el alambre y una segunda subfracción que comprende materiales sustancialmente menos densos que el alambre.
17. El sistema de recuperación de alambre de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende un módulo de tamización situado antes del módulo de separación por gravedad especifica.
18. El sistema de recuperación de alambre de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el módulo de separación por gravedad especifica comprende por lo menos uno de un grupo que comprende un tanque de flotación/sumersión, un sistema de medios ¦ pesados o un sistema de flotación de arena.
19. El sistema de recuperación de alambre de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la gravedad especifica del sistema de flotación de arena se ajusta por inyección de aire.
20. El sistema de recuperación de alambre de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el tanque de flotación/sumersión comprende una pluralidad de tanques de flotación/sumersión.
21. El sistema de recuperación de alambre de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque cada uno de la pluralidad de tanques de flotación/sumersión contiene medio que tiene una gravedad especifica diferente.
22. Un módulo de separación de materiales, caracterizado porque comprende por lo menos una formación de sensores dieléctricos para detectar piezas de material que tiene una constante dieléctrica fuera de un intervalo predeterminado, un alimentador para suministrar una corriente de piezas de material de constantes dieléctricas diferentes en proximidad de por lo menos una formación, un sistema de rastreo para identificar y rastrear la ubicación de piezas de material identificadas por al menos una formación, y un desviador que recibe una señal de entrada del sistema de rastreo y responde al desviar las piezas identificadas del material.
23. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los sensores dieléctricos son uno de un grupo que comprende sensores digitales y sensores análogos.
24. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque incluye un nebulizador para incrementar el contenido de humedad de las piezas absorbentes con el material.
25. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el intervalo predeterminado se establece por un umbral.
26. El módulo de separación de ' materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el intervalo predeterminado está por arriba de 3.4.
27. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el intervalo predeterminado está por debajo de 3.4.
28. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el intervalo es 1.0 - 3.5.
29. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque por lo menos una formación es una pluralidad de formaciones, y el alimentador comprende una pluralidad de transportadores .
30. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la pluralidad de transportadores se disponen en cascada y cada transportador se asocia con una formación de sensores.
31. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende controles de temperatura y humedad, los cuales mantienen sustancialmente constante la temperatura y humedad de por lo menos una formación y los materiales que pasan en proximidad a la misma.
32. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque por lo menos una formación está por debajo de la corriente de piezas de material.
33. El módulo de separación de materiales de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque por lo menos una formación está por arriba de la corriente de piezas de material.
34. Un módulo de separación de plástico, caracterizado porque comprende por lo menos un módulo de separación por gravedad especifica para separar materiales introducidos en el tanque de acuerdo con una gravedad especifica predeterminada, un primer mecanismo para remover materiales flotantes de la superficie del módulo, un segundo mecanismo para remover materiales sumergidos de la parte inferior del módulo.
35. El módulo de separación de plástico de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el primer mecanismo comprende por lo menos uno de un grupo que comprende por lo menos una rueda de paletas, un transportador que tiene paletas en el mismo y un chorro de agua .
36. El módulo de separación de plástico de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el segundo mecanismo comprende por lo menos uno de un grupo que comprende una cadena de arrastre, un transportador sumergido y un tornillo de clavar.
37. El módulo de separación de plástico de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque por lo menos un módulo de separación por gravedad especifica comprende por lo menos uno de un grupo que comprende un tanque de flotación/sumersión, un sistema de medios pesados y un sistema de flotación de arena.
38. El módulo de separación de plástico de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque por lo menos un módulo de separación por gravedad especifica comprende una pluralidad de módulos de separación por gravedad especifica, que contiene cada uno un medio de una gravedad especifica diferente.
39. Un aparato para clasificar alambre reciclable, caracterizado porque comprende un tanque que tiene en el mismo un medio que tiene una gravedad especifica en el orden de 1.4, una entrada para recibir una corriente de materiales mixtos, incluyendo alambre, en donde el alambre tiene una gravedad especifica la cual provoca que el alambre se sumerja en el tanque, mientras que sustancialmente todos los materiales restantes flotan, un mecanismo para remover los materiales que se sumergen desde la parte inferior del tanque mediante una primera salida y un mecanismo para remover los materiales que flotan desde la parte superior del tanque mediante una segunda salida.