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DE10057535C1 - Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung - Google Patents

Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung

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DE10057535C1
DE10057535C1 DE10057535A DE10057535A DE10057535C1 DE 10057535 C1 DE10057535 C1 DE 10057535C1 DE 10057535 A DE10057535 A DE 10057535A DE 10057535 A DE10057535 A DE 10057535A DE 10057535 C1 DE10057535 C1 DE 10057535C1
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conveyor belt
balance weight
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magnet
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Klaus Dieter Feistner
Uwe Habich
Harald Leinen
Goetz Warlitz
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Steinert Elektromagnetbau GmbH
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Steinert Elektromagnetbau GmbH
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Abstract

Zur Eliminierung der im Konstruktionssystem auftretenden Schwingungen und Resonanzen bei einer Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen, und vorhandenen Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung mittels einer auf einem Stator (1) gelagerten und um diesen rotierenden Trommel (2), in der ein rotierender, mit Permanentmagneten (3) bestückter Magnetrotor (4) exzentrisch angeordnet und im Stator (1) gelagert ist, wird der Stator (1) mit einem Ausgleichgewicht (1.1) zum Massenausgleich ausgestattet (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem von einem Motor betriebenen System zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen, insbesondere NE-Metallen, und vorhandenen Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung mittels einer auf einem Stator gelagerten und um diesen rotierenden Trommel, in der ein rotierender, mit Permanentmagneten bestückter Magnetrotor exzentrisch angeordnet und im Stator gelagert ist.
Derartige gattungsähnliche Vorrichtungen bzw. Verfahren sind zum Abtrennen von nicht­ magnetisierbaren Metallen bekannt.
Schon die DE-38 23 944 C1 schlägt ein in einer Gurttrommel mit höherer Drehgeschwindig­ keit als die der Gurttrommel angetriebenes Magnetsystem vor, bei der der Außendurchmesser des Magnetsystems geringer als der lichte Innendurchmesser der Gurttrommel und vor allen Dingen das Magnetsystem in der Gurttrommel exzentrisch angeordnet ist.
Weiterentwickelt wurde diese Vorrichtung gemäß der DE-38 17 003 C1 dahingehend, daß der exzentrisch angeordnete Magnetrotor in seiner Lage im Quadranten der Materialabwurfzone und damit der Wirkbereich des vom Magnetrotor erzeugten Wechselmagnetfeldes durch radiales Verstellen einstellbar ist.
Um den Trenneffekt aus eingangs beschriebenen Feststoffgemischen, nach vorheriger Separie­ rung der Fe-Anteile, hinsichtlich der NE-Metalle zu verbessern, wurde gemäß der DE-195 21 415 C2 durch eine konstruktive Verknüpfung bewährter technischer Mittel, und zwar vom Aufgabebereich des Feststoffgemisches über den weiteren Förder- und Abwurfbereich bis hin zu den durch die Wurfparabeln gebildeten Trennzonen, erreicht, daß sich die Sortenreinheit in den einzelnen Materialfraktionen weiter konzentriert.
Die Suche nach Wertstoffen im Recyclingbereich ist noch nicht abgeschlossen, und es stellen sich neue Probleme.
Beim Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen wie NE-Metalle aus Feststoffmischungen, die nach dem Separieren der Fe-Fraktion aus z. B. einer Shredderleichtfraktion gewonnen wird, ist es erforderlich, die Sortenreinheit der NE-Metallfraktionen wegen des zu erzielenden Preises zu erhöhen aber auch Massenströme von Feststoffmischungen rationell in die verwertbaren Fraktionen zu trennen.
So zeigt die Praxis, daß die eingangs beschriebenen Feststoffmischungen immer noch - trotz vorheriger Fe-Separierung - Reste von Fe enthalten.
Das Bewältigen von Massenströmen an Feststoffmischungen über eingangs beschriebene Vorrichtungen führte u. a. zu einer extrem breiten Auslegung der Trommeln und der darin rotierenden, exzentrisch angeordneten Magnetrotoren. Daraus ergaben sich Schwingungen, die sich sowohl im Konstruktionssystem als auch im Hinblick auf den Trenneffekt negativ auswirkten.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die den Anforderungen der industriellen Trennung von nichtmagnetisierbaren Metallen und noch vorhandenen Fe-Anteilen aus Feststoffmischungen, wie z. B. nach der Separierung der Fe-Fraktion aus der Shredderleichtfraktion gewonnen, gerecht wird. Dabei soll die Sortenreinheit vor allem der NE-Metalle gewährleistet sein, d. h., daß aber auch die noch vorhandenen Fe-Anteile für sich zu separieren sind. Insbesondere ist dabei das Problem zu lösen, die bei extrem breiten Trommeln und ggf. damit verbundenen Förderbandsystemen auftretenden Schwingungen und entsprechende Resonanzen im Konstruktionssystem weitge­ hend zu eliminieren.
Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 20 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend an einem komplexen Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei verschiedene Gestaltungsvarianten der Vorrichtung dargestellt werden, die in Ihrer Gesamtheit der Lösung der Aufgabe dienen.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Trommel mit darin exzentrisch angeordnetem Magnetrotor und einem erfindungsgemäßen Ausgleichgewicht,
Fig. 2 den Querschnitt nach Fig. 1 mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ausgleichgewicht und Transportmagnet,
Fig. 3 die schematische Darstellung der Vorrichtung in einem Förderbandsystem mit nachgeordnetem Trennscheitel und Mitteln zur Einstellung des Trennscheitels,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines Förderbandsystems mit auf dem Förder­ band umlaufender Rippe und je einen den Förderbandbereichen nachgeord­ neten Trennscheitel und
Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen Trommelmantel.
Gemäß Fig. 1 und 2 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einer auf einem Stator 1 gelagerten und um diesen rotierenden Trommel 2, in der ein rotierender, mit Permanent­ magneten 3 bestückter Magnetrotor 4 exzentrisch angeordnet und im Stator 1 gelagert ist. Die Funktion und Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagneti­ sierbaren Metallen aus einer Feststoffmischung ist ausführlich in den zum Stand der Technik zitierten Schriften erläutert.
sierbaren Metallen aus einer Feststoffmischung ist ausführlich in den zum Stand der Technik zitierten Schriften erläutert.
Da bei derartigen Vorrichtungen zur Beeinflussung des Trenneffektes der Winkel durch Schwenken des im Stator 1 exzentrisch angeordneten Magnetrotors 4 zu verstellen ist, wird erfindungsgemäß ein Ausgleichgewicht 1.1 zum Massenausgleich am Stator 1 angeordnet. Dieses Ausgleichgewicht 1.1 erfüllt zugleich die Funktion eines Schwingungsdämpfers, insbesondere bei extremen Breiten der Trommel 2 bzw. eines Förderbandsystems 5, 5.1, wie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt.
Um aus dem Feststoffgemisch neben den üblicherweise abzutrennenden nichtmagnetischen Metallen auch die noch vorhandenen Fe-Anteile abzutrennen, ist das Ausgleichgewicht 1.1 in einer Baueinheit mit einem Transportmagnet 1.2 bzw. als Magnet ausgebildet, wobei es in seiner Form der Trommel 1 angepaßt ist.
Zur Optimierung des Wirkungsgrades des Magnetfeldes und letztlich des Trenneffektes wird die Form des Ausgleichgewichtes 1.1 entsprechend dem zu erzeugenden Magnetfeld und technologisch günstig sichelförmig gestaltet.
In Kombination dazu wird der Magnetrotor 4 mit Permanentmagneten 3 bestückt, die hinsichtlich der Form, der Maße und der Polaritäten sowohl in radialer als auch axialer Richtung des Magnetrotors 4 unterschiedlich ausgeführt sein können.
Allein mit einer so ausgeführten Vorrichtung wird ermöglicht, daß diese den Anforderungen des durch die Erfindung zu lösenden, eingangs dargestellten Problems entspricht.
Wird die Trommel 2 mit dem exzentrisch angeordneten Magnetrotor 4 als Kopftrommel in einem endlosen, die Feststoffmischung zuführenden Förderbandsystem 5 mit Förderband 5.1 (Fig. 3, 4) eingeordnet und ein Trennscheitel 6 nachgeordnet, sind die jeweilige Zusammen­ setzung der separierten Fraktion erkennende Mittel 7, wie z. B. eine Kamera, vorgesehen, die mit einer Stellvorrichtung 9 zusammenwirken, welche den Trennscheitel 6 auf eine konzen­ trierte Sortenreinheit der Fraktion einstellt.
Weiter unterstützend auf den Trenneffekt wirkt, daß
  • - die Geschwindigkeit der Trommel 2 und
  • - die Drehzahl des Magnetrotors 4
auf den Strom der Feststoffmischung bzw. deren Zusammensetzung eingestellt und der Magnetrotor
4
sowohl im Winkel um die Drehachse der Trommel
2
als auch bezogen auf den Abstand seiner Achse zur Drehachse der Trommel
2
im Hinblick auf die zu erzeugenden Wurfparabeln der zu trennenden NE-Metalle verstellt wird.
Bei einem Förderbandsystem 5 und Förderband 5.1 mit großer Breite ist es für bestimmte Anwendungsfälle zum Trennen von Feststoffgemischen sinnvoll, das Förderband 5.1 in zwei Bereiche durch eine umlaufende Rippe 10 aufzuteilen, diesen Bereichen je einen Trennschei­ tel 6.1, 6.2 nachzuordnen und diese Trennscheitel 6.1, 6.2 unabhängig voneinander so einzu­ stellen, daß unterschiedliche Materialien von Feststoffgemischen einer Vorreinigung und einer Nachreinigung unterzogen werden können.
Um das Förderband 5.1 auf der insbesondere breiten Trommel 2 zu führen, ohne daß das Förderband 5.1 die Lauffläche bzw. den Trommelmantel 2.1 der Trommel 2 verläßt, wird gemäß Fig. 5 eine als Wulst im Förderband 5.1 ausgestaltete Führungsrippe 11 vorgesehen, die in einer umlaufenden Nut 12 des Trommelmantels 2.1 läuft und geführt ist.
Die oberen Kanten des Trennscheitel 6, 6.1, 6.2 können zur Verbesserung der Trennqualität als nicht dargestellte rotierende Rolle ausgebildet sein.
Bei den zutreffenden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verhindert ein Abstreifer 8 (Fig. 3) an dem äußeren Trommelmantel 2.1 der Trommel 2 das schädliche Eintreten von Fraktionspartikeln zwischen Förderband 5.1 und Trommelmantel 2.1.
Für die industrielle Praxis ist es mit entscheidend, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche bei einem eventuellen Spannungsausfall trotzdem die Trennqualität bis zum Stillstand des Antriebssystems sichert. Für diesen Fall ist vorgesehen, die Energie des noch rotierenden Magnetrotors 4 für den nicht dargestellten Motor zum Antrieb des Förderbandsystems 5 zu verwenden, um die Trommel 2 mindestens solange über den nun als Generator wirkenden anderen, nicht dargestellten Motor des Magnetrotors 4 zu betreiben, bis die bei Spannungsausfall noch auf dem Förderbandsystem 5 verbliebene Rest-Feststoffmischung separiert ist.
Mit der Erfindung wird für die Industrie eine Vorrichtung zum Abtrennen von nichtmagnetisierbaren Metallen und Fe-Anteilen aus einer Feststoffmischung bereit gestellt, die neben einer kompakten Gerätekonfiguration ein hohes Maß an Trennqualität und Sortenreinheit der zu erzeugenden Fraktionen sichert.
Bezugszeichenliste
1
Stator
1.1
Ausgleichgewicht
1.2
Transportmagnet
2
Trommel
2.1
Trommelmantel
3
Permanentmagnet
4
Magnetrotor
5
Förderbandsystem
5.1
Förderband
6
Trennscheitel
6.1
erster Trennscheitel
6.2
zweiter Trennscheitel
7
Mittel, Kamera
8
Abstreifer
9
Stellvorrichtung
10
umlaufende Rippe
11
Führungsrippe
12
Führungsnut

Claims (20)

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