WO2013167591A1

WO2013167591A1 - Wirbelstromabscheider

Info

Publication number: WO2013167591A1
Application number: PCT/EP2013/059488
Authority: WO
Inventors: Rainer Bunge
Original assignee: HOCHSCHULE RAPPERSWIL
Current assignee: HOCHSCHULE RAPPERSWIL
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2014-11-10

Description

TITEL

Wirbelstromabscheider

TECHNISCHES GEBIET Die Erfindung fällt in das Gebiet der Schüttgutsortierung und richtet sich auf einen Wirbelstromabscheider nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Separation von Partikeln entsprechend ihrer elektrischen Leitfähigkeit mittels Wirbelstromsortierung. STAND DER TECHNIK

Stand der Technik sind Band-Wirbelstromscheider, bei denen das Aufgabematerial mittels Förderband durch ein magnetisches Wechselfeld transportiert wird. Die Figuren 1 und 2 zeigen Wirbelstromscheider, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind. Das Förderband wird über eine erste Trommel angetrieben und über eine zweite Trommel umgelenkt. Im Allgemeinen wird das magnetische Wechselfeld durch einen schnell rotierenden Zylinder, auf dessen äusserem Umfang Permanentmagnete angebracht sind, erzeugt. Dieser Zylinder kann als Polrad bezeichnet werden. Dieses Polrad, ist bei den meisten Wirbelstromscheidem im Inneren einer Umlenkrolle des Förderbandes angebracht, und zwar relativ zur Umlenktrommel zentrisch oder exzentrisch. Zur Abscheidung grober Partikel wird das Polrad meist mit der Förderrichtung rotiert, zur Abscheidung kleiner Partikel häufig gegen die Förderrichtung. Leitfähige Partikel werden durch das magnetische Wechselfeld abgestossen und heben vom Förderband ab. Durch eine Überlagerung dieser abstossenden Kraft mit der Trägheitskraft in Transportrichtung sowie der vertikal wirkenden Gewichtskraft, ergibt sich eine Wurftrajektorie, die für leitende Partikel anders verläuft als für nicht leitende Partikel. Folglich lassen sich die leitfähigen Partikel von den nicht leitfähigen Partikeln mittels einer Trennschneide abtrennen.

Problematisch ist bei Band-Wirbelstromscheidern, dass die Trajektorien der leitfähigen Partikel - je nach Rotationsrichtung des Polrades, Korngrösse, Form und Ausrichtung der Partikel - so verlaufen können, dass eine scharfe Trennung behindert wird. Ein solcher Effekt ist die Entmischung von Material, welches entlang einer Wurftrajektorie fliegt, nach der Korngrösse, wobei die gröberen Partikel weiter fliegen als die kleineren. So ergibt sich eine Überlagerung der Trajektorien von kleinen leitfähigen Partikeln mit groben nichtleitenden Partikeln, was zu einem Dilemma bei der Einstellung der Trennschneide führt. Wenn man die kleinen leitenden Partikeln durch eine niedrig eingestellte Trennschneide ins Konzentrat überführt, scheiden sich hier unvermeidbar auch die groben nichtleitenden Partikel ab und verschlechtern damit die Konzentratqualität. Auch wurde festgestellt, dass die vom Polrad abgestossenen Partikel nahezu senkrecht hochspringen und beim Zurückfallen in den Schlitz zwischen Trennschneide und Umlenkrolle des Förderbandes geraten. Folglich werden diese Partikel im nicht-leitfähigen Gut fehlausgetragen. Dieser Effekt betrifft vor allem kleine leitfähige Partikel und dies vor allem dann, wenn das Polrad gegen die Förderrichtung rotiert.

Sehr unbefriedigend ist weiterhin, dass Band-Wirbelstromscheider zumeist nur mit einem Polrad bestückt werden können, da sie nur eine Umlenktrommel besitzen, auf der die leitfähigen Partikel in ihrer Flugbahn so abgelenkt werden, dass sie mittels einer Trennschneide abgezogen werden können. Würden mehrere Polräder mit Achsen senkrecht zur Förderrichtung unter dem Obertrum des Bands positioniert, so würden die hochspringenden leitfähigen Partikeln wieder auf das Band zurückfallen ohne dass sie ausgetragen werden können. Um dieses Problem zu umgehen, gibt es Bauarten von Band-Wirbelstromscheidern, bei denen unter dem Förderband mehrere Polräder schräg zur Förderrichtung angebracht sind. Die leitenden Partikel werden dann seitwärts hüpfend aus der Transportrichtung ausgelenkt und können beispielsweise nach Herabfallen über eine oder beide Seiten des Förderbandes erfasst werden. Nachteilig ist hierbei allerdings, dass bei breiten Förderbändern eine grosse Zahl von Polrädern vorgesehen werden muss, um leitfähige Partikel aus der Mitte des Bandes bis an die Ränder auszulenken. Während die oben beschriebenen konventionellen Wirbelstromscheider ein „offenpoliges" magnetisches Wechselfeld aufweisen, gibt es in der Patentliteratur auch Hinweise auf den Einsatz von „geschlossenpoligen" Systemen (z.B. JP571 17353, DE19838170, US5,080,234, EP2289628). Geschlossenpolige Magnetfelder zeichnen sich dadurch aus, dass das Aufgabematerial zwischen zwei gegenpoligen Magneten hindurch gefördert wird. Bei offenpoligen Anordnungen hingegen liegen die Nord- und Südpole der das Feld aufbauenden Magnete ungefähr in einer Ebene und das Aufgabegut wandert darüber hinweg.

Insbesondere wenn konventionelle Wirbelstromscheider für die Separation von feinkörnigem Material (<8 mm) eingesetzt werden, wird die Trennschärfe durch Störeffekte stark beeinflusst. Zwei dieser Störeffekte sind:

1. Korngrösseneffekt: Die Entmischung nach der Korngrösse ist in FIG. 1 skizziert. Am Abwurf eines Förderbandes fliegen gröbere Partikel weiter als feinkörnige Partikel. So ergibt sich eine Überlagerung der Trajektorien von kleinen leitfähigen Partikeln mit groben nichtleitenden Partikeln, was zu einem Dilemma bei der Einstellung der Trennschneide führt. Wenn man auch die kleinen leitenden Partikeln durch eine niedrig eingestellte Trennschneide im Konzentrat fassen möchte, werden unvermeidbar auch die groben nichtleitenden Partikel im Konzentrat abgeschieden und verschlechtern damit dessen Qualität.

2. Fehlsprünge: Je nach Form und Ausrichtung auf dem Band können vom Polrad abgestossene Partikel nahezu senkrecht hochspringen, geraten beim Zurückfallen in den Schlitz zwischen Trennschneide und Umlenkrolle des Förderbandes, und werden folglich im nicht-leitfähigen Rückstand fehlausgetragen. Dieser Effekt betrifft vor allem feinkörnige leitfähige

Partikel wie in FIG. 2 dargestellt. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die den gezielten Austrag der leitfähigen Partikel aus dem magnetischen Wechselfeld gewährleistet, ohne dass die oben genannten Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Demgemäss ist ein Wirbelstromscheider mit einem Fördermedium und wenigstens einem Erreger für ein magnetisches Wechselfeld ausgebildet. Der Wirbelstromabscheider umfasst weiter mindestens ein Austragsmittel, welches die vom magnetischen Wechselfeld abgestossenen Partikel erfasst und abtransportiert bzw. aus ihrer Flugbahn ablenkt.

Das Austragsmittel bzw. die Austragshilfe beeinflusst die Flugtrajektorien der vom Erreger abgestossenen leitfähigen Partikel, so dass diese mindestens einer weiteren Vorrichtung, wie einer Trennschneide zuführbar sind. Besonders bevorzugt bewirkt das Austragsmittel mechanische Kräfte auf die Partikel, wobei so die Flugtrajektorien beeinflusst werden. Alternativ oder zusätzlich bewirkt das Austragsmittel elektrostatische Kräfte auf die Partikel, wobei so die Flugtrajektorien beeinflusst werden. Vorzugsweise weist der Wirbelstromschetder für die Separierung der Partikel eine Trennschneide auf, welche in Bewegungsrichtung der Partikel nach dem Austragsmittel angeordnet ist, so dass die erfassten Partikel zur Oberfläche der Trennschneide geführt werden. Die anderen Partikel, welche nicht erfasst werden, gelangen dadurch nicht zur Trennschneide. Beispielsweise fallen diese Partikel vor der Trennschneide. In dieser Ausführungsform ist also ein Austragsmittel und zusätzlich zum Austragsmittel eine Trennschneide vorhanden. Die Trennschneide ist vorzugsweise beabstandet zum Austragsmittel angeordnet. Die Trennschneide selbst ist nicht das Austragsmittel oder die Austragshilfe, sondern als zusätzliches Element vorhanden.

Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Wirbelstromscheider aus dem Stand der Technik;

Fig. 2 einen Wirbelstromscheider aus dem Stand der Technik;

Fig. 3 einen Wirbelstromscheider gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 einen Wirbelstromscheider gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen Wirbelstromscheider gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 einen Wirbelstromscheider gemäss einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 einen Wirbelstromscheider gemäss einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 einen Wirbelstromscheider gemäss einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine Darstellung von Messresultaten; und

Fig. 10 Darstellung eines Details der zweiten, dritten und vierten

Ausführungsform. BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Figuren 3 bis 8 werden verschiedene Ausführungsformen eines Wirbelstromscheiders mit einem Fördermedium und wenigstens einem Erreger 5 für ein magnetisches Wechselfeld gezeigt. Der Wirbelstromscheider umfasst mindestens ein Austragsmittel, welches die vom magnetischen Wechselfeld abgestossenen Partikel erfasst und abtransportiert bzw. aus ihrer Flugbahn ablenkt. Das Austragsmittel kann auch als Austragshilfe bezeichnet werden.

Das magnetische Wechselfeld wird vorzugsweise durch ein Polrad 5 bereitgestellt.

Das Fördermedium ist hier ein Förderband 2, welches um zwei Umlenkrollen 3, 4 umläuft. Eine der beiden Umlenkrollen 3, 4 wird dabei aktiv angetrieben. Das Förderband 2 wird an einem Ende mit Partikeln beschickt. Dieses Ende trägt das Bezugszeichen 1 . Am anderen Ende werden die Partikel dem magnetischen Wechselfeld ausgesetzt, so dass die Partikel voneinander trennbar sind. Das magnetische Wechselfeld wird durch einen Erreger, hier ein Polrad 5, bereitgestellt. Für die Separierung weist der Wirbelstromscheider hier eine Trennschneide 6 auf. Leitfähiges Konzentrat 8 wird aufgrund des magnetischen Wechselfeldes von der Oberfläche oder Förderfläche 33 des Förderbandes 2 abgestossen und wird dadurch zur Oberfläche der Trennschneide 6 geführt. Nicht- leitfähige Partikel 7 fallen durch den Zwischenraum 34 zwischen dem Förderbahnende und der Trennschneide 6.

In der Figur 3 wird eine erste bevorzugte Ausführungsform des Wirbelstromscheiders gezeigt. Das Polrad 5 ist zentrisch zur Umlenkrolle 4 angebracht und dreht in Förderrichtung. Das Polrad 5 ist somit im Gleichlauf mit der Förderrichtung. Partikel, die über dem Polrad 5 senkrecht hochspringen, geraten in den Wirkungsbereich des Austragsmittels 32, welches hier in dieser Ausführungsform die Gestalt einer Bürste oder Bürstenwalze 32 aufweist.

Bei einer ersten Variante der ersten Ausführungsform ist die Bürste 32 bzw. die Bürstenwalze 32 rotierend ausgebildet. Besonders bevorzugt rotiert die Bürste bzw. Bürstenwalze 32 derart, dass die Bewegung zum Fördermedium 2 gleichlaufend ist. Bezüglich der rotierenden Bürstenwalze kann von einem aktiven Austragsmittel gesprochen werden. Die Partikel werden von den Borsten der Bürste 32 erfasst und seitlich so über die Trennschneide 6 geschleudert, so dass sie ins Konzentrat 8 überführt werden. Hier ist das Austragsmittel wie gesagt in Form einer rotierenden Bürste oder Bürstenwalze 32 ausgeführt. Bürsten walzen haben sich besonders bewährt, da die Borsten übergrossen, auf dem Band liegenden, nicht leitfähigen Partikeln ausweichen können und damit die Gefahr von Klemmkorn zwischen Förderband und Austragsvorrichtung verhindert wird. Die insbesondere bei der Verarbeitung von breiten Partikelgrössenspektren erforderlichen Kompromisse bei der Einstellung der Geschwindigkeit des Fördermediums, auch als Bandgeschwindigkeit bezeichnet, und der Einstellung der Trennschneide 6 sind nach Installation des Austragsmittels 32 nicht mehr notwendig, denn alle vom Band hochspringenden (leitfähigen) Partikel werden von der Bürste 32 über die Trennschneide 6 geworfen. Die Bewegung der leitfähigen Partikel wird also durch die Bürste bzw. die Bürstenwalze 32 aktiv beeinflusst.

Bei einer zweiten Variante der ersten Ausführungsform ist die Bürste 32 bzw. die Bürsten walze 32 ruhend bzw. im Wesentlichen ruhend oder ortsfest zur Fördermedium 2. Dieses Austragsmittel kann auch als passives Austragsmittel bezeichnet werden. Das passive Austragsmittel hat einen positiven Effekt auf das Trennergebnis, vor allem indem die oben im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen Fehlsprünge vermeiden werden. So wurde bei der in FIG. 3 gezeigten Ausführungsform eine markante Verbesserung des Trennergebnisses auch dann festgestellt, wenn die Bürste still stand. Partikel, die über dem Polrad 5 senkrecht hochspringen, prallen von den Borsten der als Bürste ausgeführten Austragshilfe 32 ab, fallen senkrecht auf das Band zurück und erhalten damit nochmals Gelegenheit zum„Absprung" und damit zu einem korrekten Austrag in das Konzentrat 8.

In der Figur 4 wird eine zweite Ausführungsform des Austragsmittels gezeigt. Hier weist das Austragsmittel die Gestalt einer Absaugvorrichtung 18 auf. Die Absaugvorrichtung 18 erfasst die über dem Polrad 5 hochspringenden Partikel und führt diese in das Konzentrat 8. Partikel, die über dem Polrad 5 senkrecht hochspringen, geraten in den Einzugsbereich der Absaugvorrichtung 18 und werden über einen Aerozyklon 21 abgeschieden, der saugseitig vor einem Gebläse 20 installiert ist. Die Abscheidung der Partikel aus dem Luftstrom könnte auch anders erfolgen. Als Absaugvorrichtung werden solche Vorrichtungen verstanden, bei denen die hochspringenden Materialpartikel durch einen Luftstrom erfasst und abgeführt werden. In diesem Sinne können auch eine Blasvorrichtung oder ein Luftmesser, welche die hochspringenden Partikel mit einem scharfen Luftstrom z.B. seitlich fortbläst, eine Absaugvorrichtung darstellen.

In Fig. 10 rechts ist eine Absaugvorrichtung 18 dargestellt, die am Einsaugkanal mit einem Diffusor 18a ausgestattet ist. Der Diffusor besteht aus einem Gitter oder Lamellen, die den einziehenden Luftstrom brechen und in Einzelströme aufspalten. Versuche haben gezeigt, dass sich die Installation eines solchen Diffusors im Vergleich mit einem „offenen" Einsaugkanal sehr positiv auf das Trennergebnis auswirken kann. Vor einem offenen Einsaugkanal (Fig. 10 links) bildet sich nämlich ein Luftstrom, der unkontrollierbare Wirbel aufweisen kann, welche dazu führen, dass der Einzugsbereich (18b) nicht eben und parallel zum Oberfläche 33 des Fördermediums 2 ausgerichtet ist, sondern z.T. bis auf das Fördermedium 2 durchschlagen kann. Von dort wird auch solches Material einsaugt, welches nicht durch das Polrad 5 abgestossen wurde, und so ergibt sich die in Fig. 10 Mitte dargestellte unregelmässige und unerwünschte Verteilung der Partikel 7, 8. Durch den Diffusor (Fig. 10 rechts) wird gewährleistet, dass der Einzugsbereich 18b der Absaugvorrichtung 18 eben und parallel zum Oberfläche 33 ausgerichtet ist und nur die über diese Ebene hochspringenden leitfähigen Partikel von der Absaugvorrichtung erfasst werden. Die Unterkante des Diffusors ist typischerweise weniger als 150 mm über dem Förderband angeordnet, was die verarbeitbare Korngrösse entsprechend beschränkt.

Ein Vorteil der zweiten Ausführungsform ist, dass konventionelle Band- Wirbelstromscheider mit einer Absaugvorrichtung 18 nachgerüstet werden können. Versuche haben gezeigt, dass sich bei der Wirbelstromsortierung kleiner Partikel durch das zusätzliche Anbringen einer Absaugvorrichtung eine Erhöhung des Ausbringens an leitfähigen Partikeln von etwa 2-5% erreichen lässt.

Die Absaugvorrichtung 18 kann in Alleinstellung oder in Kombination mit der Bürste bzw. der Bürstenwalze 32 gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.

In der Figur 4 wird die Ausführungsform der Kombination Bürstenwalze 32 und Absaugvorrichtung 18 gezeigt. Das Austragsmittel umfasst in diesem Fall die Bürstenwalze 32, einen Ansaugkanal 19, ein Gebläse 20 und ein Abscheidezyklon 21 . Ansaugkanal 19, Gebläse 20 und Abscheidezyklon 21 bilden hier die Absaugvorrichtung 18. Die über dem Polrad 5 hochspringenden Partikel werden von der Bürsten walze 32 erfasst, geraten von dort in die Absaugvorrichtung 18 und werden schliesslich über den Abscheidezyklon 21 ins Konzentrat 8 überführt.

Die Absaugvorrichtung hat den Vorteil, dass sich bei der Wirbelstromsortierung kleiner Partikel (0.5-6 mm) durch das zusätzliche Anbringen einer derartige Austraghilfe eine Erhöhung des Ausbringens an leitfähigen Partikeln bis etwa 10% erreichen iässt.

In der Figur 5 wird eine dritte Ausführungsform des Wirbelstromscheiders gezeigt. Mit dieser Ausführungsform Iässt sich ein ähnlicher Effekt wie mit einer Absaugvorrichtung gemäss der zweiten Ausführungsform erzielen. Die dritte Ausführungsform umfasst als Austragsmittel eine quer zu den Partikeltrajektorien ausgerichtete Blasvorrichtung 25. Die Blasvorrichtung 25 hat die Wirkung eines Luftmessers und kann auch als solches bezeichnet werden. Mit der Blasvorrichtung 25 wird ein Luftstrom in Förderrichtung bereitgestellt, welcher auf die über dem Polrad 5 hochspringenden Partikel wirkt. Der Luftstrom sorgt für eine effiziente Zuführung der Partikel zur Trennschneide 6.

Die Blasvorrichtung 25 kann in Alleinstellung als einziges Austragsmittel eingesetzt werden oder in Kombination mit der Absaugvorrichtung 19, wie in der Figur 5 gezeigt. Hierbei ist der Luftstrom der Blasvorrichtung 25 im Wesentlichen auf den Ansaugkanal 19 gerichtet.

In einer weiteren Variante kann zudem auch noch die Bürste oder die Bürstenwalze 32 gemäss der ersten oder der zweiten Ausführungsform angeordnet sein. Folglich besteht das Austragsmittel dann aus der Absaugvorrichtung 18, der Blasvorrichtung 25 und der Bürste bzw. der Bürsten walze 25.

In der Figur 6 wird eine vierte Ausführungsform des Wirbelstromscheiders gezeigt. Hier umfasst der Wirbelstromscheider mehrere Erreger, hier in der Gestalt von Polrädern 5, 14. Die Polräder sind hier unterhalb der Förderstrecke des Fördermediums 2 angeordnet und sorgen dafür, dass die Partikel vom Fördermedium 2 hochspringen. Über dem Fördermedium 2 ist mindestens ein Austragsmittel vorhanden, über welche die Partikel erfassbar und vom Fördermedium 2 abziehbar sind.

Besonders bevorzugt sind die mehreren Polräder 5, 14 quer unterhalb des Fördermediums, welches hier die Gestalt eines Förderbandes aufweist, angeordnet.

In der Figur 6 ist eine derartige Vorrichtung in zweistufiger Ausführung gezeigt. Hier wird das Material über ein erstes Polrad 14 gefördert und anschliessend über ein zweites Polrad 5. Kleine leitfähige Partikel werden z. B. über das vordere schnell laufende Polrad 14 abgeschieden, während grosse Partikel mit dem langsamer laufenden hinteren Polrad 5 abgetrennt werden.

Ein Austragsmittel ist hier über dem vorderen Polrad 14 angeordnet. Das Austragsmittel ist hier als Absaugvorrichtung 19 gezeigt, könnte aber auch die Gestalt eines anderen im Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Ausführungsformen beschrieben Austragsmittel aufweisen. In anderen Varianten können auch hierin beschriebene Austragsmittel im Bereich des hinteren Polrades 5 angeordnet sein.

Durch die Anordnung von zwei Polrädern 5, 14 wird ein grösserer Wirkungsgrad erreicht. Zum einen wird das Ausbringen erhöht, wenn die leitfähigen Partikel mehrere Polräder 5, 14 nacheinander passieren und damit mehrmals Gelegenheit haben ins Konzentrat zu gelangen. Zum anderen können die Polräder 5, 14 durch Anpassung von Polraddesign und Laufgeschwindigkeit auf verschiedene Materialien und Korngrössen optimiert werden. Grosse leitfähige Partikel würden z. B. bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung über das vordere langsam laufende Polrad abgeschieden, während kleine Partikel mit dem schnell laufenden hinteren Polrad abgetrennt werden.

Bemerkenswert ist die hohe Qualität des mittels der Austragshilfe 19 über dem Polrad 14 gewonnenen Konzentrates, da die Austragshilfe ausschliesslich leitfähige Partikel erfasst, also nur solche, die hochspringen. Eine weitere Möglichkeit bei der Verwendung von Wirbelstromscheidern mit mehreren Polrädern, die mit erfindungsgemässen Austragsmitteln versehen sind, besteht darin, zwischen den Polrädern eine Klopfwalze oder Klopfeinrichtung zu positionieren, welche die auf dem Förderband 2 liegenden Partikeln durch Schlag von unten umlagert. Da die Ausrichtung leitfähiger Partikel auf dem Band wesentlich für deren Austrag ist, kann es passieren, dass ungünstig positionierte leitfähige Partikel mit dem ersten Polrad 14 nicht abgeschieden werden. Nach einer durch die Klopfeinrichtung erzwungenen Umlagerung dieser Partikel können diese dann häufig mit dem zweiten Polrad 5 abgeschieden werden. Bezüglich der Ausführungsformen mit der Absaugvorrichtung 18, besteht die Möglichkeit auf einfache Weise eine Staubabsaugung zu integrieren, indem z.B. hinter dem Gebläse 20 ein Tuchfilter geschaltet wird. Weiterhin kann das abgesaugte Material im Luftstrom weiter aufgetrennt werden, z.B. durch eine Aeroklassierung durch einen Zickzackschichter. Versuche haben gezeigt, dass mit feinkörnigen Gemischen aus Aluminiumspänen und Sand mit der in FIG 6 gezeigten Ausführungsform das Ausbringen von Aluminium durch das zweite Polrad 14 und die Austragshilfe 19 um rund 15% gegenüber dem konventionellen Wirbelstromscheider mit nur einem einzigen Polrad 5 gesteigert. Weiter kann es bei allen hierin gezeigten Ausführungsformen zur Ausbildung maximaler Sprunghöhe der leitfähigen Partikel, insbesondere bei Partikelgrösse von <8mm, vorteilhaft sein, das Band langsam laufen zu lassen und das Polrad 5, 14 gegen die Förderrichtung zu rotieren. In diesem Fall springen die leitfähigen Partikel jedoch fast senkrecht hoch und können, wie vorne beschrieben, die Trennschneide nicht überwinden. Hier haben die Ausführungsformen mit der rotierenden Bürste 32, der Blasvorrichtung 25 und Absaugvorrichtung 18 den Vorteil, dass Bandgeschwindigkeit und Drehrichtung optimiert werden können, ohne die zur Erzielung einer über die Trennschneide verlaufenden Wurftrajektorie erforderlichen Kompromisse einzugehen.

In einer weiteren in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform wirkt das Austragsmittel mit elektrostatischen Kräften auf die Partikel.

In der Figur 7 wird eine fünfte Ausführungsform eines Wirbelstromscheiders gezeigt. Das Austragsmittel ist bezüglich des Fördermediums ortsfest oder ruhend angeordnet. Es kann auch von einem passiven Austragsmittel gesprochen werden.

In der Figur 7 wird das passive Austragsmittel in der Gestalt eines Besens 17 gezeigt. Der Besen 17 ist hier über dem Polrad 5 quer zum Fördermedium bzw. zum Förderband installiert ist. In der Figur 8 wird eine weitere Ausführungsform des passiven Austragsmittels gezeigt. Hier weist das Austragsmittel die Gestalt eines über dem Polrad aufgehängten Lappens 17 auf. Der Lappen 17 ist vorzugsweise aus Kunststoff.

Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 7 und 8 ist Polrad 5 zentrisch zur Umlenkrolle angebracht und dreht in Förderrichtung. Partikel, die über dem Polrad 5 senkrecht hochspringen, prallen vom Austragsmittel 17 ab, fallen auf das Fördermedium zurück und erhalten damit nochmals Gelegenheit zum Absprung und damit zu einem korrekten Austrag in das Konzentrat. Versuche haben gezeigt, dass das Ausbringen eines Wirbelstromscheiders markant verbessert werden konnte, nachdem das Austragsmittel gemäss den Figuren 7 und 8 installiert wurde. Die passiven Austragsmittel gemäss der fünften und sechsten Ausführungsform können auch mit den aktiven Austragsmitteln gemäss der ersten bis vierten Ausführungsformen kombiniert werden. In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, dass alle Ausführungsformen miteinander beliebig kombinierbar sind und dass gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In der Figur 9 sind die Ergebnisse einer Versuchsreihe dargestellt, bei der ein Gemisch aus Glas und Aluminium mit einer Korngrösse 2-4 mm auf einem Wirbelstromscheider mit zentrisch angeordnetem Polrad verarbeitet wurde. Die passive Austragshilfe war ein Besen wie in FIG. 7 skizziert. Das Ausbringen (Masse Aluminium im Konzentrat / Masse Aluminium im Aufgabegut) betrug beim Polrad im Gleichlauf („rechtsdrehend", wie in FIG 7 dargestellt) ohne die erfindungsgemässe Abdeckung 71 .4% und mit dieser Abdeckung 77.6%. Wurde das Polrad im Gegenlauf betrieben, erhöhte sich das Ausbringen insgesamt, wobei ohne Austraghilfe ein Ausbringen von 77.3% erzielt und mit Austragshilfe ein Ausbringen von 83% erzielt wurde. Durch die sehr einfach und kostengünstig zu installierende erfindungsgemässe „passive" Austragshilfe wurde das Ausbringen des Wirbelstromscheiders also um rund 7.5% erhöht. Im Gegensatz zu einer Trennschneide erfasst die erfindungsgemässe Austragshilfe die Partikel oberhalb der Absprungebene.

Bezüglich aller hierin gezeigten Ausführungsformen können die Polräder 4, 15 zentrisch oder exzentrisch zur Rolle bzw. Umlenktrommel 3, 4 des Fördermediums 2 angeordnet sein.

BEZUGSZEICHENLISTE Schurre

Förderband

Umlenkrolle

Polrad

Trennschneide

nicht-leitfähiger Rückstand

leitfähiges Konzentrat

Austragsmittel (Bürste)

Polrad

Austragsmittel (Besen, Lappen)

Austragshilfe (Absaugvorrichtung)

Ansaugkanal

Gebläse

Abscheidezyklon

Austragsmittel (Blasvorrichtung)

Austragsmittel (Bürste)

Oberfläche

Zwischenraum

Abwurfkante

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Wirbelstromscheider mit einem Fördermedium (2) und wenigstens einem Erreger (5, 14) für ein magnetisches Wechselfeld (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelstromabscheider mindestens ein Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) umfasst, welches die vom magnetischen Wechselfeld (5) abgestossenen Partikel erfasst und abtransportiert bzw. aus ihrer Flugbahn ablenkt.

2. Wirbelstromscheider nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für die Separierung der Wirbelstromscheider eine Trennschneide (6) aufweist, welche in Bewegungsrichtung der Partikel nach dem Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) angeordnet ist, so dass die erfassten Partikel zur Oberfläche der Trennschneide (6) geführt werden.

3. Wirbelstromscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel derart installiert ist, dass die im Zwischenraum zwischen dem Erreger des magnetischen Wechselfeldes und dem Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) aufspringenden leitfähigen Partikel aus ihrer Flugbahn abgelenkt werden, wobei die Ablenkung der Partikel über, insbesondere oberhalb, der Absprungebene erfolgt.

4. Wirbelstromabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fördermedium (2) eine Oberfläche oder Förderebene (33) umfasst und dass das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) beabstandet zur Oberfläche oder Förderebene (33) angeordnet ist.

5. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) mit mechanischen Kräften auf die Partikel wirkt, so dass deren Ablenkung durch das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) durch die besagten mechanische Kräfte bewirkt wird, wobei die mechanischen Kräfte insbesondere Stoss-, Prall- oder Luftbewegung sind.

6. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragungsmittel (12, 17, 32) eine Vielzahl von Borsten aufweist, die vorzugsweise in Richtung des Erregers (5, 14) des magnetischen Wechselfelds ausgerichtet sind.

7. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) bezüglich des Wechselfeldes bzw. des Fördermediums ruhend oder im Wesentlichen ruhend oder ortsfest oder im Wesentlichen ortsfest ist und/oder dass das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) bezüglich des Wechselfeldes bzw. des Fördermediums bewegbar ist, wobei das bewegbare Austragsmittel vorzugsweise über einen Antrieb verfügt.

8. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) gegenüber einem Erreger (14) eines magnetischen Wechselfeldes installiert ist, welcher Erreger (14) beabstandet von der Abwurfkante (35) bzw. nicht im Bereich der Abwurfkante (35) des Fördermediums installiert ist.

9. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Wechselfeld durch ein Polrad (5, 14) bereitgestellt ist, wobei das Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) im Bereich des Polrades (5, 14) bzw. über dem Polrad (5, 14) angeordnet ist.

10. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen dem Erreger (5, 14) des magnetischen Wechselfeldes und dem Austragsmittel (12, 17, 18, 25, 32) weniger als das 20- fache des maximalen Partikeldurchmessers beträgt, bevorzugt weniger als das 0-fache.

11. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit den leitfähigen Partikeln in Kontakt kommende Teil der Austragshilfe (12, 17, 18, 25, 32) aus einem Kunststoff besteht.

12. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel eine Absaugvorrichtung (18) ist, die dazu geeignet ist, vom magnetischen Wechselfeld abgestossene Partikel zu erfassen und abzutransportieren.

13. Wirbelstromscheider nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Erreger für das magnetische Wechselfeld wenigstens ein unter dem Fördermedium (2) quer zur Förderrichtung angeordnetes Polrad (5, 14) ist und dass die Absaugvorrichtung (18) sich gegenüber dem Polrad (5, 14) befindet und dazu geeignet ist, vom Polrad (5, 14) abgestossene Partikel zu erfassen und abzutransportieren.

14. Wirbelstromscheider nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, wenigstens ein Polrad (5, 14) beabstandet von der Abwurfkante (35) bzw. nicht im Bereich der Abwurfkante (35) des Fördermediums installiert ist.

15. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Polrädern (5, 14) eine von unten gegen das Fördermedium schlagende Klopfeinrichtung positioniert ist.

16. Wirbelstromscheider nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung (18) auf der Ansaugseite mit einem Diffusor versehen ist, der mehrere Öffnungen aufweist, die in einer im Wesentlichen parallel zum Fördermedium, insbesondere parallel zu dessen Oberfläche (33), auf welcher die Partikel aufliegen, ausgerichteten Ebene liegen.

17. Wirbelstromscheider nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einzugsebene der Absaugvorrichtung (5) weniger als 150 mm vom äusseren Umfang des Polrades entfernt befindet, bevorzugt weniger als 80 mm.

18. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Austragsmittel ein aktives Austragsmittel (18, 25, 32) ist, welches die vom magnetischen Wechselfeld abgestossenen Partikel aus ihrer Flugbahn ablenkt.

19. Wirbelstromscheider nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Austragsmittel eine rotierende Walze (32), insbesondere eine Bürsten walze, ist.

20. Wirbelstromscheider nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Austragsmittel eine Absaugvorrichtung (18) ist, und/oder dass das aktive Austragsmittel eine Ausblasvorrichtung (25), insbesondere ein Luftmesser, ist.

21. Wirbelstromscheider nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Austragsmittel im Wirkungsbereich eines Erregers (5, 14) für ein magnetisches Wechselfeld angebracht ist, welcher sich unmittelbar im Bereich der Abwurfstelle des Fördermediums (2) befindet

22. Wirbelstromscheider nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Austragsmittel im Wirkungsbereich eines Erregers für ein magnetisches Wechselfeld angebracht ist, welcher sich beabstandet zum Bereich der Abwurfkante (35) des Fördermediums (2) befindet bzw. welcher sich nicht im Bereich der Abwurfkante (35) des Fördermediums befindet.

23. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austragsmittel ein passives Austragsmittel, insbesondere eine partielle Abdeckung (17), ist, welche(s) über dem Erreger (5, 14) angeordnet ist.

24. Wirbelstromabscheider nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Abdeckung (17) über dem Polrad (5, 14) angeordnet ist.

25. Wirbelstromabscheider nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Abdeckung (17) in Förderrichtung gesehen hinter dem Scheitelpunkt des Fördermediums (2) liegt, wobei die partielle Abdeckung (17) vorzugsweise im Bereich zwischen Scheitelpunkt und „ -Uhr- Stellung" über dem Polrad (5) installiert ist.

26. Wirbelstromabscheider nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Abdeckung (17) so flexibel ist, dass sie auf dem Band liegenden übergrossen Partikeln ausweichen kann.

27. Wirbelstromabscheider nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Abdeckung (17) nach unten gerichtete Borsten aufweist.

28. Wirbelstromabscheider nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sich deren unteres Ende weniger als 50mm oberhalb des Polrades befindet, bevorzugt weniger als 25mm.

29. Wirbelstromscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermedium ein Förderband ist.