WO1997044137A1 - Vorrichtung und verfahren zur teilchenseparation mit einem rotierenden magnetsystem - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur teilchenseparation mit einem rotierenden magnetsystem Download PDF

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WO1997044137A1
WO1997044137A1 PCT/EP1997/002536 EP9702536W WO9744137A1 WO 1997044137 A1 WO1997044137 A1 WO 1997044137A1 EP 9702536 W EP9702536 W EP 9702536W WO 9744137 A1 WO9744137 A1 WO 9744137A1
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conveyor
magnet system
particles
conveyor belt
conveying
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PCT/EP1997/002536
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Hubertus Exner
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Hubertus Exner
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00Magnetic separation
    • B03C1/02Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/23Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp
    • B03C1/24Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields
    • B03C1/247Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields obtained by a rotating magnetic drum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/20Magnetic separation whereby the particles to be separated are in solid form

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for particle separation of sorted material in fractions of more or less highly electrically conductive particles, with a conveyor to which the particles are fed, and a rotating magnet system arranged on the conveyor and a collecting container for the particle fraction sought.
  • a quantity of more or less electrically conductive particles to be sorted is placed on a conveyor belt from above.
  • the conveyor belt runs over a belt drum and guides the particles to be sorted at a speed of 1 m / sec. up to 1.5 m / sec. the belt drum.
  • a magnet system rotates in the belt drum at a speed of approximately 1500 revolutions / min.
  • a relative movement occurs between the conveyor belt and the drum with the magnet system and this difference in speed causes the magnetic lines of force to move through the cut electrically conductive particles fed to the conveyor belt. This induces currents, the size of which depends on the electrical conductivity of the particles.
  • ferromagnetic materials have already been selected from the material to be sorted using well known methods (strong magnets) before such devices are used.
  • the devices are primarily used to separate so-called non-ferrous metals. on the one hand (copper, aluminum, lead, zinc, tin, brass etc.) of residues (paper, plastic, glass, etc.) on the other hand, especially in connection with the waste recycling.
  • DE 34 16 504 A1 discloses a device for separating mixtures of substances with different electrical conductivities, in which a rotating magnetic device is also provided which rotates rapidly and generates an alternating magnetic field through which the mixture particles are passed.
  • the separating device is surrounded by a jacket that rotates more slowly.
  • the resulting eddy currents have an effect on the particles, which give the electrically conductive particles a further parabola than the electrically non-conductive particles.
  • WO 89/07981 shows a comparable construction.
  • materials made of non-magnetic particles fall from above onto a rotating drum in which there is also a rotating magnet system.
  • the two directions of rotation are opposite, so that non-metallic materials such as glass, plastic and stones fall on one side and non-magnetic metals on the other side of the drum.
  • EP '0 339 195 B1 proposes to arrange the magnet system eccentrically in the belt drum. This prevents magnetizable, electrically conductive particles from getting stuck between the conveyor belt and belt drum, heating up to glow due to the magnetic field, and causing corresponding damage in the belt drum and conveyor belt.
  • JP 57-119856 A also shows an eccentric arrangement.
  • DE 4 323 932 C1 it has already been proposed in DE 4 323 932 C1 to increase the speed of the magnet system drum and thus to increase the strength of the deflection.
  • this requires a correspondingly complex improvement in the properties of the magnet system.
  • the object of the present invention is to propose a generic device and a corresponding method which improve the sorting quality even without such an increase in speed or improve it even further with such an increase.
  • This object is achieved in a device in that the direction of rotation of the magnet system is selected so that the directions of movement of the magnet system surface and the conveyor are different.
  • the conveyor belt is basically only used to move the particles to be sorted to the actual sorting point, namely the magnet system; This then decides on the basis of the size of the throwing parabola formed whether the particle is to be regarded as more or less good electrical conductor and therefore falls into a certain collecting container or not. Under certain circumstances, this can lead to problems and incorrect assessments if, for example, particles lie on top of one another or obscure one another and thus interfere with one another due to the departure parameters.
  • the electrically highly conductive particles move in a different direction than the less electrically conductive particles (not only to different degrees in the same direction as in the prior art); the limit value can be set very sensitively here by the strength of the magnetic field of the magnet system or the speed of the conveyor belt P97 / 02536
  • the conveyor belt leads to a basic movement of all particles in a certain direction, the magnetic field of the magnet system counteracts this exactly.
  • the magnetic field of the magnet system can easily be set so strongly that it moves the electrically conductive particles against the action of the conveyor belt in the opposite direction; In one embodiment, the approach to the throwing parabola takes place directly above the magnet system, and in some cases the particles will no longer come into contact with the conveyor belt if they are caught or pushed off sufficiently sensitively above the conveyor belt.
  • a certain distance of the conveyor belt is considered on purpose. It has also been found here that the strength of the magnetic field is so great that it can convey the particles over the end of the corresponding upper run into a collecting container set up there.
  • another conveyor device can also be used, for example a conveyor trough, on which the particles are moved forward by vibration or simply by gravity. The effects are similar here.
  • a feed device is preferably also provided, by means of which the sorted material is fed to the conveyor device.
  • the feed device can in turn be a conveyor belt or a conveyor trough. It is again preferred that at least the area adjacent to the drop point is made of a non-conductive material, for example a plastic.
  • the conductive particles thereby orient themselves as they fall onto the drop point and move specifically in the desired direction even before they hit the point.
  • the directions of movement which arise in this way are not antiparallel, but are essentially perpendicular to one another.
  • the axis of rotation of the magnet system is parallel to the conveying direction of the conveyor belt or the conveyor trough or at a relatively small angle to it, ie the magnet system is itself rotates under the conveyor and thereby moves the surface of the magnet system substantially perpendicular to the direction of conveyance of the particles to be sorted in the conveyor trough.
  • This effect can be used to drive the non-ferrous metals over the edge of the conveyor trough or from the conveyor belt and collect them there in a collecting container.
  • the conveying device is provided with a conveying direction arranged essentially parallel to the axis of the rotating magnet system, the conveying taking place in a conveying trough above the magnet system.
  • the conveyor trough is preferably not offset in the middle above the magnet system, but slightly offset, albeit overlapping.
  • the conveyor trough should have a slight incline transversely to the conveying direction, with the lowest point on the side spaced from the magnet system.
  • the side facing the magnet system or the center line in its surface is either open or forms an attachment edge.
  • the conveyor trough has a cross section transverse to the direction of conveyance, which has a non-flat bottom, in particular a bottom having the highest point in its central region.
  • the bottom is adapted to the shape of the drum. If the drum rotates with the magnet system so that its axis is parallel to the conveying direction, it is advisable to arrange the base as a circular section arched upwards at a relatively short distance above the drum. This means in particular that the magnetic field can be used very effectively, that is to say it can be used particularly effectively or can be made relatively smaller in order to achieve the same effect.
  • a further preferred effect occurs if, in addition, in these or other embodiments, a fluid is applied in the area above the magnet system.
  • a fluid is applied in the area above the magnet system.
  • a dosed loading impact for example from an air nozzle
  • this enables an even more detailed separation of the different materials, in particular when it is already known from the supplied particles what materials they are made of and a statement can therefore be made, which forces are caused by the magnet system, the conveying effect of the conveyor troughs or the conveyor belt and (due to the specific particle weight and particle shape) by the air nozzle or other fluid loading device.
  • An improvement of the effect can be achieved by providing a rotating magnet system both above and below the conveyor.
  • the axes of the two rotating magnet systems run parallel, and the direction of rotation is arranged so that the direction of movement is the same in the surface area of both magnet systems facing each other.
  • a particularly stable and unique magnetic field is built up there for the particles passing between them on the conveyor.
  • this creates the effect that even particles that already have a certain component of their own motion or that are difficult to control due to irregular jumps, for example, can also be sorted reliably.
  • One of the basic ideas of the invention is to extend the dwell time of a particle of the material to be considered in the magnetic field used for sorting as far as possible. While in the prior art this dwell time is an extremely short moment in which the particles fall from above onto a conveyor belt, this time is significantly extended according to the invention, and the particles are given a much stronger possibility of being structured under the influence of the ordering Magnetic field in the correct sorting path.
  • Figure 1 is a schematic side view of a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic side view of a second embodiment
  • Figure 3 is a schematic side view of a third embodiment
  • Figure 4 is a schematic sectional view of a fourth embodiment
  • FIG. 5 shows a perspective schematic view of the embodiment from FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of a fifth embodiment
  • FIG. 7 shows a perspective schematic view of the embodiment from FIG. 6;
  • Figure 8 is a sectional view through an enlarged section of Figure 6;
  • FIG. 9 shows a plan view of a section from FIG. 6;
  • Figure 10 is a schematic sectional view of a sixth embodiment
  • FIG. 11 shows a perspective schematic view of the embodiment from FIG. 10;
  • FIG. 12 shows a schematic sectional illustration of a seventh embodiment;
  • Figure 13 is a perspective schematic view of the embodiment of Figure 12.
  • Figure 14 is a schematic sectional view of an eighth embodiment.
  • the goal of the process can first be clearly recognized: At the beginning, material to be sorted 1, which consists of a mixture of more or less highly electrically conductive particles, is added, the electrically well-conductive particles 2 being shown in this pure scheme ⁇ drawings appear as filled triangles, while the electrically poorly conductive particles 3 are represented by open circles. At the end of the process, the highly conductive particles 2 and the poorly conductive particles 3 are separated from one another and can be found at different positions.
  • a feed device 11 can be seen at the top left, via which the sorted goods 1 are transferred into a conveyor trough 15.
  • This conveying trough 15, for example a vibrating trough, is intended to separate out the conveying flow from the outset and perhaps to remove undesirable components.
  • the ferrous metals can be sorted out, which could interfere with the subsequent separation of the nonferrous metals from the plastics and other electrically non-conductive or hardly conductive substances.
  • the ferrous metals can be sorted out relatively easily on the basis of their ferromagnetic properties, for which many known devices can be used.
  • this very strong magnetism disrupts any further differentiation.
  • the conveyor trough 15 or the conveyor belt 15b then feeds the sorted goods 1 to a conveyor device 20 in the still unsorted state, which in the embodiments of FIGS. 1 to 3 is a conveyor belt 20a, in the versions according to FIGS. 4 and 5 or 6 to 9 is a conveyor trough 20b. From this position, the embodiments of FIGS. 1 on the one hand and 2 and 3 on the other hand and FIGS. 4 and 5 and 6 to 9 differ to the third and finally of FIGS. 10 to 14.
  • this conveyor belt 20a consists of an upper run 21 and a lower run 22 and runs over two drums 23, 24. It is driven and moves counterclockwise in the view shown, the upper run 21 of the conveyor belt 20a to the left in the Direction of movement 26.
  • the feed point 28, around which the particles of the sorted material 1 from the conveyor trough 15 meet the surface of the conveyor belt 20a, is located in FIG. 1 above the right drum 24.
  • the magnet system 30 is located inside the drum 24, but eccentrically to its axis and very precisely below the drop point 28.
  • This magnet system 30, which has, for example, a concept according to DE 4 323 932 C1, but also in a different, conventional version can, is cylindrical in the illustration, the axis of rotation is horizontal and the cylindrical drum rotates clockwise in this illustration.
  • the direction of movement 36 of the surface of the magnet system 30 in the area below the drop point 28, ie below the conveyor belt 20a is thus exactly opposite to the direction of movement 26 of the conveyor belt 20a in this area.
  • the magnetic forces will predominate and the particle will be conveyed to the right in a throwing parabola into a collecting container 41 located there.
  • the ratio of electrical conductivity to the density of a particle is very small and therefore the discharge force is low, it is taken along by the conveyor belt and then falls at its corresponding end point in the area of the drum 23 into a second collecting container 42 already held there.
  • the particle is an iron metal, ie a ferromagnetic material, it is attracted to the magnet system. So it runs with the conveyor belt and thus the less conductive particles and is thus separated from the non-ferrous metals. If desired, it can also be separated from the less highly conductive particles because it is magnetic Attraction tends to remain on the conveyor belt. However, sorting out the ferrous metals is also possible in another way and is preferably carried out in advance.
  • the mode of operation is basically the same as in FIG. 1, but in the illustration there the conveyor belt 20a is guided with its upper run 21 and its lower run 22 around three drums 23, 24 and 25, the conveyor belt 20a being guided by the is stretched between the two outer drums 23 and 24, while, in contrast to the first exemplary embodiment, the magnetic system 30 is again located eccentrically in the middle, largest drum 25.
  • the direction of movement 26 of the conveyor belt of the image representation is to the right, while the direction of movement 36 of the surface of the magnet system 30 leads to the left. So this is also the opposite direction.
  • the drop point 28 for the particles 2, 3 of the goods 1 to be sorted is located somewhat more centrally on the conveyor belt 20a, but also above the magnet system 30. This results in a somewhat longer influence of the conveyor belt or the forces exerted by it on the conveyor belt 20a Particles 2 with good electrical conductivity, which in the first exemplary embodiment are implemented more or less directly in a throwing parabola.
  • the mode of operation essentially corresponds to the embodiment from FIG. 2.
  • the magnetic system 30 is constructed such that it largely fills the middle, largest drum 25;
  • the left drum is also additionally adjustable in height, so that the inclination of the upper run 21 of the conveyor belt 20a can also be adjusted, if necessary depending on the type of material mixture to be sorted and fed.
  • this can be interesting in order to also enable the sorting out of a third particle type if a further force component is added.
  • a different relative movement direction 26 and 36 of the conveying device 20 or the surface of the magnet system 30 is also carried out, but not for the sorting out of a third type of particle, but for a particularly expedient sorting out of the non-ferrous metals .
  • the goods to be sorted 1 are first guided to the drop point 28 via a conveyor belt 15b.
  • the unsorted sorting material falls onto a conveyor trough 20b.
  • the conveyor trough 20b can, for example, be made to convey the particles 2, 3 of the items 1 to be sorted on it by means of a vibrator (not shown) or simply by means of a corresponding inclination and inclination.
  • the magnetic system 30 is in turn arranged below the conveyor trough 20b.
  • this magnetic system 30 has an axis of rotation which lies parallel to the direction of conveyance of the particles on the conveying trough 20b. This means that the direction of movement 36 of the magnet system 30 - more precisely from its surface - is perpendicular to the direction of movement 26 of the goods to be sorted on the conveyor device 20.
  • the non-ferrous metals are laterally driven down in the same direction of movement 36 by the conveying device 20 or here conveying trough 20b and fall into a collecting container 41 which stands next to the conveying trough 20b.
  • the conveying device 20 or the conveying trough 20b can, as indicated in the drawing, also be displaced and adjusted both in height and laterally. With this fine adjustment, it is even possible to carry out a separation of different non-ferrous metals from one another on the conveyor device 20, for example a separation of aluminum and tin, which was previously considered impossible in practice.
  • the height adjustability and lateral displaceability of the conveyor trough relative to the magnet system 30 can bring the forces acting on the various elements of the sorted goods 1 into effect so that certain forces are sufficient, a certain type of sorted goods of the type Push down the trough and leave another variety on top.
  • FIGS. 6 to 9 The embodiment according to FIGS. 6 to 9 is designed similarly to that according to FIGS. 4 and 5.
  • a second magnetic system 38 is provided in this embodiment, which has a direction of movement 39 of the surface above the conveyor device 20 - here one Conveyor trough 20b.
  • the influence of the two magnet systems 30 and 38 on the particles running between them is thus very evened out, i.a. also by the fact that the second magnetic system 38 above the conveyor trough 20b can now reliably influence rolling or high-jumping particles of the goods to be sorted 1, which, due to their jumping behavior and other irregularities, have so far been unable to access the first magnet system 30 in individual cases, or were difficult to sort.
  • the axes of the two magnet systems 30 and 38 run parallel and moreover parallel to the conveying direction on the conveying trough 20b. Certain win- kel are also conceivable, especially when additional, possibly desired complex influences appear sensible during the sorting process.
  • FIGS. 10 and 11 show, in accordance with that from FIGS. 4 and 5, a conveyor trough 20b with a non-flat bottom 27.
  • the non-flat bottom 27 here is not only provided with a slightly raised center, but it is shaped like a circular section arched upwards. As a result, the particles come particularly close to the magnetic field, which is used particularly effectively in this way.
  • the drum rotates, as it were, directly below the particles, transversely to their direction of conveyance, so that one type of particle collects in the relatively acute angle that forms between the base 27 and one side wall and the other type of particle collects exactly on the other side;
  • FIGS. 12 and 13 Another embodiment is shown in FIGS. 12 and 13, in which a conveyor belt 20a does not move, but a conveyor belt 20a whose conveying direction 26 likewise runs perpendicular to the direction of movement 36 of the drum surface.
  • a conveyor belt 20a does not move, but a conveyor belt 20a whose conveying direction 26 likewise runs perpendicular to the direction of movement 36 of the drum surface.
  • an additional application of a fluid from a fluid supply device 50 for example air from a PC17EP97 / 02536

Abstract

Eine Vorrichtung zur Teilchenseparation trennt Sortiergut (1) in Fraktionen von mehr oder weniger gut elektrisch leitenden nicht ferromagnetischen Teilchen (2, 3). Auf eine Fördereinrichtung (20), zum Beispiel ein Förderband (20a), werden die Teilchen (2, 3) aufgegeben. Unterhalb oder oberhalb des Förderbandes (20a) ist ein rotierendes Magnetsystem (30) angeordnet. Die Drehrichtung des Magnetsystems (30) ist so gewählt, daß die Magnetsystemoberfläche und das Förderband (20a) verschiedene Bewegungsrichtungen (26, 36) aufweisen. Die Fraktionen mehr oder weniger gut elektrisch geladener nicht ferromagnetischer Teilchen (2, 3) werden dadurch auf mehrere Sammelbehälter (41, 42) aufgeteilt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Teilchenseparation mit einem rotierenden Magnetsystem
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Teilchenseparation von Sortiergut in Fraktionen aus mehr oder weniger gut elektrisch leitenden Teilchen, mit einer Fördereinrichtung, auf die die Teilchen aufgegeben werden, und einem an der Fördereinrichtung angeordneten rotierenden Magnetsystem sowie einem Sammelbehälter für die gesuchte Teilchenfraktion.
Bei einer derartigen, aus der US-PS 3 448 857 bekannten Vorrichtung wird auf ein Förderband von oben eine zu sortierende Menge an mehr oder weniger gut elektrisch leitenden Teilchen aufgegeben. Das Förderband läuft über eine Gurt¬ trommel und führt die aufgegebenen, zu sortierenden Teilchen mit einer Ge- schwindigkeit von 1 m/sec. bis 1,5 m/sec. der Gurttrommel zu. In der Gurt¬ trommel rotiert ein Magnetsystem mit einer Geschwindigkeit von etwa 1500 Um¬ drehungen/min.. Während des Betriebes entsteht eine Relativbewegung zwi¬ schen dem Förderband und der Trommel mit dem Magnetsystem und dieser Geschwindigkeitsunterschied bewirkt, daß die magnetischen Kraftlinien durch die auf dem Förderband zugeführten elektrisch leitenden Teilchen schneiden. Dadurch werden Ströme induziert, deren Größe von der elektrischen Leitfähig¬ keit der Teilchen abhängig ist. In den Teilchen mit größerer elektrischer Leit¬ fähigkeit wird dabei jeweils ein höherer Strom erzeugt, welcher bewirkt, daß die¬ se Teilchen in einer Wurfbahn vom Förderband in ihre Bewegungsrichtung ab- geschleudert werden. Die Teilchen mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit dagegen bleiben in der Nähe des Förderbandes und fallen von diesem nahezu senkrecht herab. Durch geeignetes Aufstellen eines Sammelbehälters kann genau jene Fraktion herausgefiltert werden, die eine gewünschte, bestimmte elektrische Leitfähigkeit besitzt.
Zu berücksichtigen ist, daß ferromagnetische Materialien aus dem Sortiergut mit hinlänglich bekannten Methoden (starke Magneten) schon herausgesucht sind, bevor derartige Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Die Vorrichtungen dienen nämlich in erster Linie zur Trennung von sogenannten Nichteisenmetallen einer- seits (Kupfer, Aluminium, Blei, Zink, Zinn, Messing etc.) von Reststoffen (Papier, Kunststoff, Glas, etc. ) andererseits, vor allem im Zusammenhang mit dem Ab¬ fall recycling.
Aus der DE 34 16 504 A1 ist eine Vorrichtung zum Trennen von Gemengen von Stoffen mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten bekannt, bei der ebenfalls eine rotierende magnetische Vorrichtung vorgesehen ist, die rasch umläuft und ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, durch das die Gemenge¬ teilchen hindurchgeleitet werden. Die Trennvorrichtung ist dabei von einem Mantel umgeben, der langsamer rotiert. Die entstehenden Wirbelströme erge¬ ben Einflüsse auf die Teilchen, die den elektrisch leitfähigen Teilchen eine wei¬ tere Wurfparabel verleihen als den elektrisch nicht leitfähigen Teilchen.
Die WO 89/07981 zeigt eine vergleichbare Konstruktion. Auch hier fallen von oben Materialien aus nicht magnetischen Teilchen auf eine rotierende Trommel, in der sich ein ebenfalls rotierendes Magnetsystem befindet. Die beiden Rota¬ tionsrichtungen sind dabei entgegengesetzt, so daß nicht metallische Mate¬ rialien wie Glas, Plastik und Steine auf der einen Seite und nicht magnetische Metalle auf der anderen Seite der Trommel herabfallen. Konstruktionen nach der DE 34 16 504 A1 oder der WO 89/07981 ermöglichen jedoch nur sehr un¬ spezifische Trennungen und die Anzahl der fehlerhaft ausgesonderten Teilchen ist relativ hoch. Ein Problem stellen auch magnetische Teilchen dar, die nicht zuvor ausgesondert wurden und bei einem Eintritt zwischen die Trommeln und die anders rotierenden Mäntel zu Schäden führen können.
Zur weiteren Verbesserung derartiger Vorrichtungen wird in der EP 'O 339 195 B1 vorgeschlagen, das Magnetsystem exzentrisch in der Gurttrommel anzuord¬ nen. Dadurch wird verhindert, daß sich magnetisierbare elektrisch leitende Teil¬ chen zwischen Förderband und Gurttrommel festsetzen, sich aufgrund des Mag- netfeldes bis zum Glühen erwärmen und entsprechende Schäden in Gurt¬ trommel und Förderband anrichten. Eine exzentrische Anordnung zeigt auch die JP 57-119856 A. Um die Sortierqualität zu verbessern, ist es auch schon in der DE 4 323 932 C1 vorgeschlagen worden, die Drehzahl der Magnetsystemtrommel zu erhöhen und so die Stärke der Ablenkung zu vergrößern. Hierzu wird allerdings eine ent¬ sprechend aufwendige Verbesserung der Eigenschaften des Magnetsystems er- forderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, die auch ohne eine solche Drehzahlerhöhung die Sortierqualität verbessern bzw. mit einer solchen dann noch weiter verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Drehrichtung des Magnetsystems so gewählt ist, daß die Bewegungsrichtungen der Magnet¬ systemoberfläche und der Fördereinrichtung verschieden sind.
Bei einem Verfahren wird sie dadurch gelöst, daß die Magnetsystemoberfläche und die zu sortierenden Teilchen in verschiedene Richtungen bewegt werden.
Mit einer derartigen Konstellation der verschiedenen Elemente zueinander läßt sich die Sortierqualität entscheidend verbessern. Bei den bekannten Metallab¬ scheidern wird im Grunde das Förderband nur zum Heranbewegen der zu sor¬ tierenden Teilchen zu dem eigentlichen Sortierpunkt, nämlich dem Magnet¬ system, genutzt; dieses entscheidet dann durch die Größe der gebildeten Wurf¬ parabel, ob das Teilchen als mehr oder weniger gut elektrisch leitend anzuse- hen ist und daher in einen bestimmten Sammelbehälter fällt oder nicht. Dies kann unter Umständen zu Problemen und Fehlbeurteilungen führen, wenn beispielsweise Teilchen übereinander liegen oder sich gegenseitig verdecken und damit durch die Abflugparameter sich gegenseitig stören.
Erfindungsgemäß dagegen bewegen sich die elektrisch gut leitenden Teilchen in einer anderen Richtung als die elektrisch weniger gut leitenden Teilchen (nicht nur unterschiedlich stark in dieselbe Richtung wie im Stand der Technik); durch die Stärke des Magnetfeldes des Magnetsystems bzw. die Geschwindig¬ keit des Förderbandes kann hier der Grenzwert sehr feinfühlig eingestellt P97/02536
werden. Das Förderband führt nämlich zu einer Grundbewegung aller Teilchen in eine bestimmte Richtung, das Magnetfeld des Magnetsystems wirkt dem genau entgegen. Das Magnetfeld des Magnetsystems kann problemlos so stark eingestellt werden, daß es bei den elektrisch gut leitenden Teilchen diese gegen die Wirkung des Förderbandes in dessen Gegenrichtung bewegt; in einer Aus¬ führungsform findet dabei direkt oberhalb des Magnetsystemes auch schon der Ansatz für die Wurfparabel statt, teilweise werden die Teilchen dadurch mit dem Förderband gar nicht mehr in Berührung kommen, wenn sie genügend empfindlich schon oberhalb des Förderbandes abgefangen bzw. abgedrängt werden.
In einer anderen Ausführungsform wird durchaus noch eine gewisse Strecke Förderbandes mit Absicht berücksichtigt. Auch hier hat sich herausgestellt, daß die Stärke des Magnetfeldes so groß ist, daß es die Teilchen über das Ende des entsprechenden Obertrums in einen dort aufgestellten Sammelbehälter beför¬ dern kann.
Sind nun Teilchen möglicherweise verschiedener Spezifikation übereinander oder durcheinander oder möglicherweise ineinander verworren, so findet durch die in verschiedene Richtungen gehenden Kräfte ein Entzerren oder auch Hin- und Herwirbeln auf dem Förderband statt, in dessen Folge sich diese Teilchen voneinander lösen, was bei aufeinanderliegenden Teilchen sofort ersichtlich ist.
Statt nur einfach in Nuancen unterschiedliche Wurfparabeln zu durchlaufen, be- wegen sie sich nun in diametral entgegengesetzte Richtungen und können sich dadurch nicht stören.
Sollten etwa zwei an benachbarten Stellen auftreffende Teilchen sich nun dia¬ metral genau gegeneinander bewegen und gegenseitig treffen, so mindert auch dieses die Sortierqualität nicht: Nach dem Aufprall finden sie sich sicher unverändert an der gleichen Stelle, aber mit größter Wahrscheinlichkeit etwas anderer Relativanordnung wieder und bewegen sich dann automatisch im zweiten Versuch in die richtige Richtung. Insbesondere ist verhindert, daß ein Teilchen in eine falsche Richtung gefördert und sortiert wird.
Wird im internationalen Verfahren nicht berücksichtigt. Im Gegensatz zu Konstruktionen, bei denen anstelle einer zusätzlichen För¬ dereinrichtung lediglich vorgesehen ist, daß ein Mantel um das Magnetsystem rotiert, ist es jedoch erfindungsgemäß stets die Folge, daß die zu separierenden Teilchen eine endliche Verweildauer im Magnetbereich bekommen, in der sie noch den Entscheidungen und Einflüssen zugänglich sind. Wird anstelle der Fördereinrichtung nur eine zweite Trommel verwendet, so verbleibt es im Regel¬ fall bei zunächst getroffenen Falscheinstufungen etwa aufgrund gegenseitiger Verhakungen zweier Elemente.
Anstelle eines Förderbandes kann auch eine andere Fördereinrichtung verwen¬ det werden, beispielsweise eine Förderrinne, auf der die Teilchen durch Vibra¬ tion oder auch einfach durch Schwerkraft vorwärts bewegt werden. Die Effekte ähneln einander hier.
Bevorzugt ist auch eine Zuführvorrichtung vorgesehen, mit der das Sortiergut der Fördereinrichtung zugeführt wird. Die Zuführvorrichtung kann ihrerseits ein Förderband oder eine Förderrinne sein. Es ist dabei wiederum bevorzugt, daß zumindest der dem Aufgabepunkt benachbarte Bereich aus einem nichtleiten- den Material besteht, beispielsweise einem Kunststoff.
Dadurch wird erreicht, daß schon kurz vor dem Aufgabepunkt eine gewisse Be¬ einflussung der Teilchen des Sortiergutes erfolgt und so die für eine präzise Bewegung und Bewertung der Teilchen günstige Verweildauer im Einfluß des Magnetsystems weiter heraufgesetzt wird. Die leitenden Teilchen orientieren sich - wie Beobachtungen zeigen - dadurch schon während des Fallens auf den Aufgabepunkt und bewegen sich schon vor dem Auftreffen gezielt in die ge¬ wünschte Richtung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Bewegungsrichtungen, die auf diese Weise entstehen, nicht antiparallel, sondern sie stehen im wesent¬ lichen senkrecht aufeinander. Das bedeutet, daß die Drehachse des Magnet¬ systems parallel zur Förderrichtung des Förderbandes bzw. der Förderrinne oder in einem relativ kleinen Winkel dazu steht, das Magnetsystem sich also unter der Fördereinrichtung hinwegdreht und die Oberfläche des Magnet¬ systems dadurch im wesentlichen senkrecht zur Förderrichtung der zu sor¬ tierenden Teilchen in der Förderrinne bewegt.
Dies führt nun dazu, daß die Kräfte, die auf die Nichteisenmetalle wirken, zu einer starken Bewegungskomponente dieser Nichteisenmetalle führen, die sie von der Förderrinne weg bzw. auf deren eine Seite treibt, während die gewöhnli¬ chen nichtmetallischen Teilchen unbeeinflußt bleiben.
Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um die Nichteisenmetalle über die Kante der Förderrinne bzw. von dem Förderband herunter zu treiben und dort in einem Sammelbehälter aufzufangen.
Auch Kombinationen der verschiedenen Gedanken miteinander sind möglich.
Allen eingangs genannten Vorrichtungen auf der Basis rotierender Magnet¬ systeme lag nur der Gedanke zugrunde, Nichteisenmetalle in ihrer Gesamtheit aus sonstigem Abfall wie Glas oder Kunststoff abzutrennen und so eine vertret¬ bare Aufarbeitung zu ermöglichen. Die Genauigkeit der Arbeitsweise ließ auch keine anderen Trennungen zu. Die Wurfparabeln von schweren, aber gut lei¬ tenden Kupferteilen und die von leichten, aber relativ schlecht leitenden Alumi¬ niumteilen oder auch die von Rollbewegungskomponenten besitzenden Glas¬ körpern sind ähnlich und gehen auch ineinander über, was schon bisher ein Problem darstellte.
Trennungen etwa von Metallbestandteilen in einem Sortiergut untereinander sind daher möglichst vermieden oder wenn unbedingt erforderlich oder geboten manuell oder mit sehr aufwendigen Verfahren erfolgt, beispielsweise durch Flo¬ tationsverfahren in entsprechend konditionierten Flüssigkeiten mit präzis einge- regelten spezifischen Dichten. Dies ist aber nicht nur aufwendig, sondern führt außerdem zu kostspielig zu entsorgenden verschmutzten Flüssigkeiten und umgekehrt zu entsprechend benetzten (und damit wiederum von Problem¬ bestandteilen zu reinigenden) Nichteisenmetallen. Erfindungsgemäß kann aber sogar eine Trennung dieser Nichteisenmetalle voneinander erfolgen! Dies ist insbesondere bei einer Ausführungsform möglich, bei der die Fördereinrichtung mit im wesentlichen parallel zur Achse des rotie¬ renden Magnetsystems angeordneter Förderrichtung versehen ist, wobei die Förderung in einer Förderrinne oberhalb des Magnetsystems erfolgt. Die För¬ derrinne ist dabei bevorzugt nicht mittig oberhalb des Magnetsystems sondern leicht versetzt, wenn auch überlappend angeordnet.
Die Förderrinne sollte dabei eine leichte Neigung quer zur Förderrichtung ha- ben, mit dem tiefsten Punkt auf der vom Magnetsystem beabstandeten Seite. Die dem Magnetsystem bzw. der Mittellinie in deren Oberfläche zugewandte Seite ist entweder offen oder bildet eine Anlagerungskante.
Gerade bei einer solchen Form können nun die relativen Unterschiede zwischen beispielsweise zwei Nichteisenmetallen genutzt werden: So hat Kupfer eine hohe Leitfähigkeit, aber ein relativ hohes spezifisches Gewicht, Aluminium da¬ gegen eine relativ niedrige Leitfähigkeit, aber auch ein geringes spezifisches Gewicht. Kupferteilchen sind also trotz großem Einfluß des Magnetfeldes relativ schwer zu beschleunigen. Tatsächlich stellt sich in der Praxis heraus, daß durch entsprechende Neigung der Förderrinne und seitlichen und höhenmäßigen Ab¬ stand von der Mittelachse es möglich ist, alle Aluminiumteilchen seitlich von der Förderrinne über das Magnetsystem hinweg auszuschleusen, ehe Kupferteil¬ chen ebenfalls ausgeschleust werden.
Dies wird unterstützt dadurch, daß sich die Teilchen des Sortiergutes tendentiell an der unteren Kante der Förderrinne anlagern, also kleine, entsprechend leicht zu beschleunigende Teilchen eher weiter vom Magnetfeld ab entlanglaufen, größere, aber dafür auch schwerere und weniger gut zu beschleunigende Teil¬ chen dagegen weiter hineinragen.
Dies gilt auch bei Mischungen mit noch weiteren Bestandteilen. Da Aluminium¬ teilchen nicht nur in standardmäßig anfallendem Sortiergut relativ häufig vor¬ kommen, sondern auch von allen untersuchten Materialien die günstigste Kom¬ bination aus spezifischem Gewicht (oder präziser ausgedrückt aus der Dichte, also dem Verhältnis von Masse zu Volumen) und Leitfähigkeit besitzen, sortiert man sie aus einem solchen Nichteisenmetallsortiergut zunächst heraus, ver¬ ändert dann die Parameter, bis diese zum Herausschleusen des nächsten inter¬ essierenden Bestandteils reichen, und so fort.
Dies kann nicht nur durch wiederholte Durchgänge erfolgen, sondern auch durch Hintereinanderanordnen verschiedener Abschnitte der Förderrinne, so daß dann in verschiedenen Längenabschnitten des zylindrischen rotierenden Magnetsystems nacheinander verschiedene Nichteisenmetalle aussortiert wer- den.
Eine weitere Möglichkeit entsteht, wenn die Förderrinne einen Querschnitt quer zur Förderrichtung aufweist, der einen nicht ebenen Boden, insbesondere einen in seinem mittleren Bereich den höchsten Punkt besitzenden Boden aufweist.
Bei solchen nicht ebenen Querschnitten in Förderrichtung entsteht ein zusätz¬ licher Effekt, der zur Entwirrung von Teilchen beiträgt und auch schon eine ten¬ denzielle Trennung abhängig von dem Verhältnis von Dichte und spezifischer Leitfähigkeit bildet. Durch eine nur leichte Biegung können dabei zunächst auf- tretende geringfügige Fehlorientierungen aufgrund von Verhakungen jedoch noch einfach wieder korrigiert werden, da sich die Teilchen ja eine gewisse Zeit im Einfluß der verschiedenen Kräfte befinden.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Boden der Trommelform angepaßt ist. Rotiert die Trommel mit dem Magnetsystem dabei so, daß ihre Achse paral¬ lel zur Förderrichtung steht, bietet es sich an, den Boden als Kreisabschnitt nach oben gewölbt in relativ geringem Abstand oberhalb der Trommel anzuord¬ nen. Dies bedeutet insbesondere, daß eine sehr effektive Ausnutzung des Mag¬ netfeldes erfolgen kann, dieses also besonders wirksam eingesetzt wird bzw. zur Erzielung des gleichen Effektes relativ geringer ausgeführt werden kann.
Ein weiterer bevorzugter Effekt tritt ein, wenn zusätzlich noch bei diesen oder anderen Ausführungsformen eine Beaufschlagung mit einem Fluid in dem Be¬ reich oberhalb des Magnetsystems erfolgt. Inbesondere bei einer dosierten Be- aufschlagung, etwa aus einer Luftdüse, kann auf diese Weise eine noch detail¬ liertere Trennung der verschiedenen Materialien erfolgen, insbesondere dann, wenn schon aufgrund der zugeführten Teilchen bekannt ist, aus welchen Mate¬ rialien diese bestehen und von daher eine Aussage getroffen werden kann, wel- ehe Kräfte durch das Magnetsystem, die Förderwirkung der Förderrinnen bzw. des Förderbandes und (aufgrund spezifischen Teilchengewichtes und Teilchen¬ form) durch die Luftdüse bzw. sonstige Fluidbeaufschlagungseinrichtung her¬ vorgerufen werden wird.
Eine Verbesserung des Effektes kann dadurch erzielt werden, daß sowohl ober¬ halb als auch unterhalb der Fördereinrichtung je ein rotierendes Magnetsystem vorgesehen wird. Die Achsen der beiden rotierenden Magnetsysteme verlaufen dabei parallel, und die Drehrichtung ist so angeordnet, daß die Bewegungsrich¬ tung in dem einander zugewandten Oberflächenbereich beider Magnetsysteme gleich ist. Dort also baut sich ein besonders stabiles und für die dazwischen auf der Fördereinrichtung hindurchlaufenden Teilchen eindeutiges Magnetfeld auf.
Insbesondere entsteht dadurch der Effekt, daß auch Teilchen, die schon eine gewisse eigene Bewegungskomponente haben oder etwa durch irreguläre Sprünge schwierig unter Kontrolle zu bringen sind, ebenfalls zuverlässig sortiert werden können.
Einer der Grundgedanken der Erfindung besteht darin, die Verweilzeit eines ein¬ zelnen zu betrachtenden Teilchens des Sortierguts in dem zur Sortierung einge- setzten Magnetfeld möglichst zu verlängern. Während beim Stand der Technik diese Verweilzeit in einem extrem kurzen Moment besteht, in dem die Teilchen von oben auf ein Förderband fallen, wird diese Zeit erfindungsgemäß deutlich verlängert, und es wird so den Teilchen viel stärker die Möglichkeit gegeben, strukturiert unter dem Einfluß des ordnenden Magnetfeldes in den richtigen Sor- tierweg sich einzugliedern.
Weitere Vorteile entstehen durch Merkmale, die in den Unteransprüchen weiter¬ gebildet sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsformen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform;
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung einer vierten Ausführungsform;
Figur 5 eine perspektivische schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 4;
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung einer fünften Ausführungs¬ form;
Figur 7 eine perspektivische schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 6;
Figur 8 eine Schnittdarstellung durch einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 6;
Figur 9 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus Figur 6;
Figur 10 eine schematische Schnittdarstellung einer sechsten Ausführungs¬ form;
Figur 11 eine perspektivische schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 10; Figur 12 eine schematische Schnittdarstellung einer siebten Ausführungs¬ form;
Figur 13 eine perspektivische schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 12; und
Figur 14 eine schematische Schnittdarstellung einer achten Ausführungsform.
In allen dargestellten Ausführungsformen ist zunächst deutlich das Ziel des Vor- ganges zu erkennen: Zu Beginn wird von oben Sortiergut 1 aufgegeben, das aus einer Mischung von mehr oder weniger gut elektrisch leitenden Teilchen besteht, wobei die elektrisch gut leitenden Teilchen 2 in diesen reinen Schema¬ zeichnungen als ausgefüllte Dreiecke erscheinen, während die elektrisch schlecht leitenden Teilchen 3 durch nicht ausgefüllte Kreise dargestellt werden. Am Ende des Vorganges sind die gut leitenden Teilchen 2 und die schlecht lei¬ tenden Teilchen 3 voneinander getrennt und finden sich an unterschiedlichen Positionen wieder.
Zunächst ist links oben eine Aufgabevorrichtung 11 zu erkennen, über die das Sortiergut 1 in eine Förderrinne 15 überführt wird. Diese Förderrinne 15, bei¬ spielsweise eine Schwingrinne, soll den Förderstrom vergleichmäßigen und viel¬ leicht unerwünschte Bestandteile von vornherein aussondern. Anstelle einer Förderrinne 15 kann es sich hier auch um ein Förderband 15b wie in der Aus¬ führungsform nach Figur 4 oder Figur 7 handeln.
In diesem Bereich kann beispielsweise eine Aussortierung der Eisenmetalle erfolgen, die bei der anschließenden erfindungsgemäßen Trennung der Nicht¬ eisenmetalle von den Kunststoffen und sonstigen elektrisch nicht oder kaum leitfähigen Stoffe stören könnten. Die Eisenmetalle können einerseits aufgrund Ihrer ferromagnetischen Eigenschaften relativ einfach aussortiert werden, wozu viele bekannte Vorrichtungen verwendet werden können. Andererseits stören sie durch genau diesen sehr starken Magnetismus jede weitere Differenzierung. Die Förderrinne 15 bzw. das Förderband 15b führt das Sortiergut 1 in nach wie vor unsortiertem Zustand dann einer Fördereinrichtung 20 zu, die in den Ausfüh¬ rungsformen der Fig. 1 bis 3 ein Förderband 20a, in den Versionen nach Fig. 4 und 5 oder nach Fig. 6 bis 9 eine Förderrinne 20b ist. Von dieser Position an unterscheiden sich die Ausführungsformen der Figuren 1 einerseits und 2 und 3 andererseits sowie der Fig. 4 und 5 sowie 6 bis 9 zum dritten und schließlich der Figuren 10 bis 14.
In Figur 1 besteht dieses Förderband 20a aus einem Obertrum 21 und einem Untertrum 22 und läuft über zwei Trommeln 23, 24. Es wird dabei angetrieben und bewegt sich in der dargestellten Ansicht entgegen dem Uhrzeigersinn, das Obertrum 21 des Förderbandes 20a also nach links in die Bewegungs¬ richtung 26.
Der Aufgabepunkt 28, um den herum aus der Förderrinne 15 die zugeführten Teilchen des Sortierguts 1 auf die Oberfläche des Förderbandes 20a treffen, befindet sich in der Fig. 1 oberhalb der rechten Trommel 24.
Innerhalb der Trommel 24, aber exzentrisch zu deren Achse und sehr genau un- terhalb des Aufgabepunktes 28, befindet sich das Magnetsystem 30. Dieses Magnetsystem 30, das beispielsweise eine Konzeption nach der DE 4 323 932 C1 , aber auch in anderer, herkömmlicher Version aufweisen kann, ist in der Darstellung zylindertrommelförmig, die Drehachse liegt horizontal und die Zylindertrommel dreht sich in dieser Darstellung im Uhrzeigersinn. Die Bewegungsrichtung 36 der Oberfläche des Magnetsystems 30 in dem Bereich unterhalb des Aufgabepunktes 28, also unterhalb des Förderbandes 20a, ist da¬ mit genau entgegengesetzt der Bewegungsrichtung 26 des Förderbandes 20a in diesem Bereich.
Dies führt aus der Sicht eines von der Förderrinne 15 auf das Förderband 20a herabfallenden elektrisch mehr oder weniger gut leitenden Teilchens dazu, daß es sich oberhalb des Förderbandes 20a dem Einfluß von zwei Kräften ausge¬ setzt sieht: Einerseits der durch die Magnetlinien induzierten Ströme, die es in der Figur 1 nach rechts ziehen wollen, andererseits den Reibungskräften des Förderbandes 20a, die es nach links bewegen wollen.
Handelt es sich um ein relativ gut leitendes Teilchen, werden die magnetischen Kräfte überwiegen und das Teilchen in einer Wurfparabel nach rechts in einen dort stehenden Sammelbehälter 41 befördern.
Ist das Verhältnis von elektischer Leitfähigkeit zur Dichte eines Teilchens sehr klein und damit die austragende Kraft gering, so wird es von dem Förderband mitgenommen und dann an dessen entsprechenden Endpunkt im Bereich der Trommel 23 herabfallen in einen zweiten, dort bereits gehaltenen Sammelbe¬ hälter 42.
Sind Teilchen miteinander verhakt, liegen aufeinander oder behindern sich ge- genseitig, so finden sie sich über einen gewissen Zeitraum oberhalb des nach wie vor rotierenden Magnetsystems 30 und gleichzeitig im Einfluß der beiden er¬ wähnten Kräfte. Diese Kräfte wirken bei aufeinanderliegenden oder sonst sich behindernden Teilchen natürlich in verschiedene Richtungen und führen da¬ durch zu einer Entzerrung und letztlich dann zum Abtransport der jeweiligen Teilchen in die ordnungsgemäßen Richtungen. Selbst dann, wenn ansatzweise schon eine Bewegung in die verkehrte Richtung erfolgt sein sollte, etwa durch Mitnahme eines kleinen Teilchens der einen Sorte durch ein größeres und damit einflußreicheres Teilchen der anderen Sorte, so führt der noch über eine ent¬ sprechende Strecke und damit Zeit wirkende Einfluß beider Kräfte dazu, daß auch diese Bewegung noch rückgängig gemacht wird und das entsprechende Teilchen nach dem Lösen von seinem Partner sich in die richtige Richtung be¬ wegen kann. Anders also als bei einer Scheidewand, sind Fehlentscheidungen bis zu einem bestimmten Punkt noch reversibel.
Handelt es sich bei dem Teilchen um ein Eisenmetall, also ein ferromagneti- sches Material, so wird es von dem Magnetsystem angezogen. Es läuft also mit dem Förderband und damit den weniger gut leitenden Teilchen und wird so von den Nichteisenmetallen getrennt. Falls gewünscht, kann es auch von den weni¬ ger gut leitenden Teilchen noch getrennt werden, da es durch die magnetische Anziehungskraft zum Verbleiben auf dem Förderband neigt. Ein Aussortieren der Eisenmetalle ist jedoch auch anders möglich und wird bevorzugt schon vorab vorgenommen.
Bei der Figur 2 ist die Funktionsweise an sich gleich wie in Figur 1 , allerdings ist in der dortigen Darstellung das Förderband 20a mit seinem Obertrum 21 und seinem Untertrum 22 um drei Trommeln 23, 24 und 25 geführt, wobei das För¬ derband 20a von den beiden äußeren Trommeln 23 und 24 aufgespannt wird, während im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel in der mittleren, größ- ten Trommel 25 das Magnetsystern 30 wiederum exzentrisch seinen Platz findet.
Im Gegensatz zur Darstellung im ersten Ausführungsbeispiel ist hier die Bewe¬ gungsrichtung 26 des Förderbandes der Bilddarstellung nach rechts, während die Bewegungsrichtung 36 der Oberfläche des Magnetsystems 30 nach links führt. Auch hier handelt es sich also um die Gegenrichtung.
Der Aufgabepunkt 28 für die Teilchen 2, 3 des Sortiergutes 1 liegt hier etwas mittiger auf dem Förderband 20a, allerdings ebenfalls oberhalb des Magnet- Systems 30. Es entsteht so ein zeitlich etwas längerer Einfluß des Förderbandes bzw. der durch dieses ausgeübten Kräfte auch auf die elektrisch gut leitenden Teilchen 2, die im ersten Ausführungsbeispiel mehr oder weniger direkt in eine Wurfparabel umgesetzt werden.
In Ausführungsform nach Figur 3 entspricht die Funktionsweise im wesentlichen der Ausführungsform aus Figur 2. Hier ist das Magnetsystern 30 so aufgebaut, daß es die mittlere, größte Trommel 25 weitgehend ausfüllt; ferner ist die linke Trommel zusätzlich noch höhenverstellbar eingerichtet, so daß die Neigung des Obertrums 21 des Förderbandes 20a noch zusätzlich eingestellt werden kann, gegebenenfalls abhängig von der Art des zugeführten, zu sortierenden Materi¬ algemisches.
Es sei noch erwähnt, daß in einer nicht dargestellten Ausführungsform neben ei¬ ner Bewegung in Gegenrichtung es auch möglich ist, die Bewegungsrich- tungen 26 und 36 des Förderbandes 20a bzw. der Oberfläche des Magnet¬ systems 30 in einem Winkel zueinander auszurichten.
Dies kann unter Umständen interessant sein, um auch das Aussortieren einer dritten Teilchenart zu ermöglichen, wenn eine weitere Kraftkomponente hinzu¬ tritt.
In der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 wird eine andere Relativbe- wegungsrichtung 26 und 36 der Fördereinrichtung 20 bzw. der Oberfläche des Magnetsystems 30 auch vorgenommen, allerdings nicht für die Aussortierung einer dritten Teilchenart, sondern für eine besonders zweckmäßige Aussortie¬ rung der Nichteisenmetalle.
Wie schon weiter oben ausgeführt, wird hier über ein Förderband 15b zunächst das Sortiergut 1 zum Aufgabepunkt 28 geführt. An diesem Aufgabepunkt 28 fällt das noch unsortierte Sortiergut auf eine Förderrinne 20b. Die Förderrinne 20b kann beispielsweise über einen nicht dargestellten Vibrator oder auch einfach durch entsprechende Schrägstellung und Neigung dazu gebracht werden, die auf ihr liegenden Teilchen 2, 3 des Sortiergutes 1 zu fördern.
Unterhalb der Förderrinne 20b ist wiederum das Magnetsystern 30 angeordnet. Dieses Magnetsystern 30 besitzt hier allerdings eine Drehachse, die parallel zur Förderrichtung der Teilchen auf der Förderrinne 20b liegen. Dies führt dazu, daß die Bewegungsrichtung 36 des Magnetsystems 30 - genauer von dessen Ober- fläche - senkrecht zur Bewegungsrichtung 26 des Sortiergutes auf der Förder¬ einrichtung 20 ist.
Dadurch werden die Nichteisenmetalle in eben dieser Bewegungsrichtung 36 von der Fördereinrichtung 20 bzw. hier Förderrinne 20b seitlich heruntergetrie- ben und fallen in einen Sammelbehälter 41 , der neben der Förderrinne 20b steht.
Die übrigen Bestandteile des Sortiergutes 1 laufen dagegen bis zum Ende der Förderrinne 20b und fallen erst dort in einen Sammelbehälter 42. In der schematischen Schnitt- bzw. Ansichtsdarstellung in Figur 4 ist dieser Vor¬ gang so zu sehen, wie er sich in der Figur 5 von rechts her ergeben würde.
Die Fördereinrichtung 20 bzw. die Förderrinne 20b ist darüber hinaus, wie in der Zeichnung angedeutet, auch noch sowohl in der Höhe wie seitlich verschiebbar und einstellbar. Mit dieser Feineinstellung kann es sogar ermöglicht werden, auf der Fördereinrichtung 20 eine Trennung verschiedener Nichteisenmetalle von¬ einander vorzunehmen, beispielsweise eine Trennung von Aluminium und Zinn, die bisher als in der Praxis unmöglich galt. Die Höhenverstellbarkeit und seit¬ liche Verschiebbarkeit der Förderrinne relativ zum Magnetsystern 30 kann näm¬ lich die auf die verschiedenen Elemente des Sortierguts 1 wirkenden Kräfte ge¬ rade so zur Geltung bringen, daß bestimmte Kräfte ausreichend sind, eine be¬ stimmte Sorte von Sortiergut von der Förderrinne herunterzudrängen und eine andere Sorte oben zu lassen.
Die Ausführungsform nach den Fig. 6 bis 9 ist ähnlich konzipiert wie die nach den Fig. 4 und 5. Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform ein zweites Magnet¬ systern 38 vorgesehen, das eine Bewegungsrichtung 39 der Oberfläche ober- halb der Fördereinrichtung 20 - hier einer Förderrinne 20b - aufweist. Der Ein¬ fluß der beiden Magnetsysteme 30 und 38 auf die zwischen ihnen laufenden Teilchen wird so sehr vergleichmäßigt, u.a. auch dadurch, daß jetzt durch das zweite Magnetsystern 38 oberhalb der Förderrinne 20b rollende oder hochsprin¬ gende Teilchen des Sortiergutes 1 zuverlässig beeinflußt werden können, die sich durch ihr Sprungverhalten und andere Irregularitäten in Einzelfällen bisher noch dem Zugriff des Erstmagnetsystems 30 entziehen konnten, bzw. nur schwierig zu sortieren waren.
Die sich verstärkenden Einflüsse der beiden Magnetsysteme sind in Fig. 9 durch sich vergrößernde Winkel anschaulich dargestellt.
Die Achsen der beiden Magnetsysteme 30 und 38 verlaufen parallel und dar- überhinaus parallel zur Förderrichtung auf der Förderrinne 20b. Bestimmte Win- kel sind auch denkbar, wiederum vor allem dann, wenn zusätzliche, eventuell gewünschte komplexe Einflüsse beim Sortiervorgang sinnvoll erscheinen.
Es ist damit sogar möglich, eine Teilchenseparation vorzunehmen, bei der Ab- fallbestände mit Bleigehalt so sortiert werden, daß die bleihaltigen Teilchen von den anderen getrennt werden.
Unter Umständen wäre es sogar möglich, Nichteisenmetalle wie beispielsweise Gold oder Silber aus Sandvorkommen herauszuschleusen.
Die Ausführungsformen nach den Figuren 10 und 11 zeigt in Übereinstimmung mit der aus den Figuren 4 und 5 eine Förderrinne 20b mit einem nicht ebenen Boden 27. Der nicht ebene Boden 27 ist hier aber nicht nur mit einer leicht er¬ höhten Mitte versehen, sondern er ist insgesamt wie ein Kreisabschnitt nach oben gewölbt geformt. Dadurch kommen die Teilchen jeweils besonders dicht an das Magnetfeld heran, das auf diese Weise besonders effektiv ausgenutzt wird. Die Trommel dreht sich gewissermaßen unmittelbar unter den Teilchen quer zu deren Förderrichtung, so daß eine Teilchensorte sich in dem sich bil¬ denden verhältnismäßig spitzen Winkel zwischen dem Boden 27 und einer Sei- tenwand und die andere Teilchensorte genau auf der anderen Seite sammelt; natürlich ist es auch hier wiederum möglich, gezielt Teile der Seitenwand wegzulassen, um die Teilchen auszuschleusen, wenn dieses sinnvoll erscheint und aufgrund der Materialien sichergestellt ist, daß keine Teilchen dann die Tendenz besitzen, sich an der Trommeloberfläche festzusetzen.
In den Figuren 12 und 13 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, in der keine Förderrinne, sondern ein Förderband 20a sich bewegt, dessen Förder¬ richtung 26 ebenfalls senkrecht zur Bewegungsrichtung 36 der Trommelober¬ fläche verläuft. Mit einer derartigen Förderband- Konstruktion lassen sich ähn- liehe Vorteile erzielen.
In der Ausführungsform nach Figur 14 wird eine zusätzliche Beaufschlagung mit einem Fluid aus einer Fluidzufuhreinrichtung 50, beispielsweise Luft aus einer PC17EP97/02536
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entsprechenden Düse, auf die Teilchen 2,3 oberhalb des Magnetsystems vor¬ genommen. Auf diese Weise läßt sich noch detaillierter auf die einzelnen Spezi¬ fikationen der zu sortierenden Teilchen eingehen. Diese Version kann mit allen anderen dargestellten Ausführungsformen kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
I Sortiergut 2 elektrisch gut leitende Teilchen
3 elektrisch schlecht leitende Teilchen
I I Aufgabevorrichtung 15 Förderrinne
15b Förderband 20 Fördereinrichtung
20a Förderband
20b Förderrinne
21 Obertrum
22 Untertrum 23 äußere Trommel
24 zweite äußere Trommel
25 mittlere Trommel
26 Bewegungsrichtung der Fördereinrichtung 20
27 Boden der Fördereinrichtung 28 Aufgabepunkt des Sortiergutes 1
30 Magnetsystern
36 Bewegungsrichtung des Magnetsystems 30
38 2. Magnetsystern
39 Bewegungsrichtung des Magnetsystems 38 41 Sammelbehälter
42 Sammelbehälter
50 Fluidzufuhreinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Teilchenseparation von Sortiergut (1 ) in Fraktionen aus mehr oder weniger gut elektrisch leitenden Teilchen (2, 3), mit einer Fördereinrich¬ tung (20), auf die die Teilchen (2, 3) aufgegeben werden, und einem an der Fördereinrichtung (20) angeordneten rotierenden Magnetsystern (30) sowie einem Sammelbehälter (41 ) für die gesuchte Teilchenfraktion, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Magnetsystems (30) so gewählt ist, daß die Bewe¬ gungsrichtungen (26, 36) der Magnetsystemoberfläche und der Förderein¬ richtung (20) verschieden sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtungen (26, 36) der Oberfläche des Magnet¬ systems (30) und der Fördereinrichtung (20) antiparallel sind oder im rechten Winkel zueinander verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) ein Förderband (20a) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband (20a) ein Obertrum (21 ) und ein Untertrum (22) aufweist und über mindestens zwei Trommeln (23, 24) läuft, die das Förderband (20a) spannen und daß zwei Sammelbehälter (41 , 42) vorgesehen sind, die jeweils benachbart von den Trommeln (23, 24) unterhalb dieser angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystern (30) in einer der Trommeln (24, 25) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystern (30) exzentrisch in der Trommel (24, 25) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Trommeln (23, 24, 25) vorgesehen sind, von denen die beiden äußeren (23, 24) das Förderband (20a) aufspannen; und daß in der dritten, zwischen den beiden äußeren angeordneten Trommel (25) das Magnetsystern (30) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Trommeln relativ zu den anderen höhenverstellbar angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufgabepunkt (28) auf die Fördereinrichtung (20) senkrecht oberhalb des Magnetsystems (30) liegt.
10.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zufuhreinrichtung (15) für das Sortiergut (1 ) zu der Fördereinrich¬ tung (20) vorgesehen ist, und daß zumindest der Bereich benachbart zum Aufgabepunkt (28) aus einem nichtleitenden Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht.
1 1.Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtungen (26,36) der Oberfläche des Magnet¬ systems (30) und der Fördereinrichtung (20) im wesentlichen senkrecht aufeinander stehen.
12.Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) eine insbesondere nichtleitende, vorzugs- weise aus Kunststoff bestehende Förderrinne (20b) ist, in der das in ihr lau¬ fende Sortiergut (1 ) vorzugsweise durch Schwerkraft und/oder Vibration ge¬ fördert wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne (20b) oberhalb des Magnetsystems (30) auf einer Seite keine Seitenwand aufweist und so ein Aussondern der Nichteisenmetalle über diese Seite in gegebenenfalls einen Sammelbehälter (41 ) ermöglicht.
14.Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) einen Querschnitt quer zur Förderrichtung aufweist, der einen nicht ebenen Boden, insbesondere einen in seinem mittleren Bereich den höchsten Punkt besitzenden Boden (27) aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (27) der Fördereinrichtung (20) der Trommelform angepaßt, also insbesondere im Querschnitt kreisabschnittsförmig nach oben gewölbt ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) mit ihrer Förderrichtung parallel zur Achse des rotierenden Magnetsystems (30) dicht oberhalb und seitlich versetzt jedoch überlappend zu dessen oberstem Umfangsabschnitt angeordnet ist
17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abschnitte der Fördereinrichtung (20) mit unterschiedlichen Relativanordnungen zum Magnetsystern (30) vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) als Förderrinne (20b) ausgebildet ist und meh- rere hintereinander angeordnete Abschnitte in unterschiedlichen Höhenlagen und/oder unterschiedlicher seitlicher Zuordnung zu oberen Mittellinie des Magnetsystems und/oder unterschiedliche eigene Neigungen quer zur Förderrichtung aufweisen.
1 Θ.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (20) seitlich und/oder in der Höhe verstellbar ist.
20.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl unterhalb als auch oberhalb der Fördereinrichtung (20) je ein rotierendes Magnetsystern (30, 38) vorgesehen ist, wobei die Drehrichtungen der beiden Magnetsysteme (30, 38) so gewählt sind, daß die Magnetsystem¬ oberflächen in dem einander zugewandten Bereich die gleichen Bewegungs- richtungen (36, 39) aufweisen.
2 I .Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich oberhalb des rotierenden Magnetsystems zusätzlich eine Fluidzufuhreinrichtung (50), insbesondere eine Luftdüse, vorgesehen ist.
22. Verfahren zur Teilchenseparation von Sortiergut (1 ) in Fraktionen aus mehr oder weniger gut elektrisch leitenden Teilchen (2, 3), mit einer Fördereinrich¬ tung (20), auf das die Teilchen (2, 3) aufgegeben werden, und einem unter¬ halb der Fördereinrichtung (20) angeordneten rotierenden Magnet- System (30) sowie einem Sammelbehälter (41 ) für die gesuchte Teilchenfrak¬ tion, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehrichtung des Magnetsystems (30) so gewählt ist, daß die Magnetsystemoberfiäche und die Teilchen (2, 3) sich in verschiedene Rich- tungen bewegen.
23.Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetsystemoberfiäche und die Teilchen (2, 3) in antiparallele oder senkrecht aufeinanderstehende Richtungen bewegt werden.
24.Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beaufschlagung der Teilchen (2, 3) oberhalb der Magnetsystem- Oberfläche mit einem Fluid, insbesondere Luft, erfolgt.
PCT/EP1997/002536 1996-05-17 1997-05-17 Vorrichtung und verfahren zur teilchenseparation mit einem rotierenden magnetsystem WO1997044137A1 (de)

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