EP0096092B1

EP0096092B1 - Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen

Info

Publication number: EP0096092B1
Application number: EP82104970A
Authority: EP
Inventors: Klaus Prof. Dipl.-Ing. Sczimarowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1987-01-28
Also published as: EP0096092A1; DE3275274D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere von Schrottstücken, nach ihrer Zusammensetzung im Durchlauf über ein Transportband, unter dem nahe der Bandunterseite eine Röntgen- oder lsotopenstrahlenquelle befestigt ist, deren Strahlen das Transportband durchdringen um die Metallteile zu erreichen, wobei zum Auffangen der von den Metallteilen abgegebenen Strahlen mindestens ein Detektor vorgesehen ist, an weichen ein Rechner angeschlossen ist, der die vom Detektor erzeugten elektrischen Signale analysiert und nachgeordnete Sortiergeräte steuert.
In der Technik werden Metallteile unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung erzeugt. Andererseits fallen Schrotte in erheblichen Mengen an, wie z.B. Schredderschrotte, die Stücke unterschiedlichster chemischer Zusammensetzung enthalten. Eine Rückgewinnung zu gebrauchsfähigen Metallen ist kaum möglich, da eine Schmelze aus Schrotten nur selten in ihrer chemischen Zusammensetzung und in ihren Gebrauchseigenschaften einer Gebrauchslegierung genügt. Weiterverarbeitungen mit aufwendigen metallurgischen Verfahren sind unwirtschaftlich.
Im Falle der Produktionsüberwachung nach chemischer Zusammensetzung musste man sich bisher mit Stichprobenkontrollen zufrieden geben. Bei Schrott ist ein Sortieren selbst von Hand kaum möglich, da dies unsicher und langwierig ist. Andere bekannte Verfahren versuchen eine Trennung nach dem spezifischen Gewicht der Metalle, z. B. in Schwimm-, Rüttel-, Zentrifugierverfahren oder nach elektromagnetischen Eigenschaften. Die Verfahren führen zu keinem sicheren Erfolg und lassen auch keine Trennung nach Legierungen innerhalb der Legierungsreihen bei gleichen Grundmetallen zu. Auch sind übliche Analysemethoden wegen ihres Zeitaufwandes unpraktikabel. Sie erfordern aufwendige Probenahme, Probenvorbereitung und Analysen an kleinen Stücken.
Aus der CA-A 1 110996 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen im Durchlauf über eine Transportvorrichtung bekannt, bei dem bzw. der eine kontinuierliche Sortierung nach unterschiedlichen Metallen und Legierungen erreicht wird. Die auf die laufende Transporteinrichtung gegebenen Metallteile durchwandern innerhalb eines kurzen Bewegungsbereiches Röntgen- oder Isotopenstrahlen und die von den Metallteilen abgegebenen Strahlen, insbesondere Röntgenspektren werden von mindestens einem Detektor aufgefangen und von einem Rechner analysiert, der nachgeordnete Sortiergeräte steuert.
Aus der FR-A 2 271 880 ist ein Verfahren zum Sortieren von Metallteilen mit einer unterhalb eines Förderbandes angeordneten Strahlenquelle bekannt, deren Strahlen das Förderband durchdringen. Auch aus dem GB_-A 1103591 ist es bekannt, ein Förderband von Strahlen durchdringen zu lassen, um Teile zu sortieren. Es hat sich gezeigt, dass für ein sehr exaktes Messen Ungenauigkeiten aufgrund des Durchdringens des Materials des Förderbandes entstehen. Dies auch dann, wenn dieses aus Kunststoff oder Gummi hergestellt ist. Dies liegt u.a. daran, dass die Strahlung nicht nur von unten nach oben das Transportband durchdringen muss um den zu analysierenden Gegenstand zu erreichen, sondern die vom Gegenstand reflektierte Strahlung muss das Förderband noch einmal durchdringen. Da diese reflektierte Strahlung von wesentlich geringerer Intensität ist als die Anfangsstrahlung stellt das Förderband insbesondere dann ein das Ergebnis verfälschendes Material dar, wenn feinste Messungen erreicht werden sollen.
Ferner ist aus der US-A 4 279 346 eine Vorrichtung zum Sortieren von Obst bekannt, dessen Förderband Durchbrüche aufweist um sichtbares Licht durchdringen zu lassen.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen, die ein Förderband für die zu sortierenden Metallteile verwenden, ist nicht gewährleistet, dass die Metallteile sich stets im selben Abstand zur Strahlenquelle befinden. Dies resultiert daraus, dass die auf dem Förderband liegenden Metallteile auf den äusseren Rändern des Bandes von der Strahlenquelle weiter entfernt sind als in Bandmitte. Hierdurch werden ungenaue Messwerte erzielt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine hohe Mess- und Analysegenauigkeit erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Transportband aus Kunststoff oder Gummi besteht und kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweist, dass das Transportband quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt ist und dass Strahlenquelle und Detektor etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.
Hierdurch wird erreicht, dass die Metallteile stets nahe der Strahlenquelle und dem Detektor liegen, so dass sehr exakte Messwerte und damit genaue Analyseergebnisse erzielt werden. Eine konstruktiv einfache und sicher arbeitende Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass die nachgeordneten Sortiergeräte zur Beförderung der Metallteile vom Transportband mechanische Aus-wurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung und
Fig. 2 einen Schnitt nach 11-11 in Fig. 1.

Metallteile 1, insbesondere kleinere und grössere Schrottstücke, werden durch eine Aufgabevorrichtung 2, insbesondere durch eine schräge Schüttelebene, auf ein Förderband 3 einzeln hintereinander aufgegeben. Das Material des Förderbandes ist weitestgehend für Röntgenstrahlen durchlässig und besteht hierzu aus Kunststoff oder Gummi. Alternativ kann das Förderband auch Öffnungen, Durchbrüche regelmässig aufweisen oder weitmaschig ausgebildet sein. Ferner ist das Förderband derart im Querschnitt gewölbt, dass die Längsränder höher liegen als der zwischenliegende mittlere Bereich.
Das umlaufende Förderband 3 führt die Metallteile unter eine Strahlenschutzhaube 4, die das Band übergreift. Im Bereich dieser Haube sind unterhalb des Bandes nahe der Bandunterseite ein Strahlengenerator 5 und beispielsweise ein Detektor mit Dewar-Gefäss 6 quer zur Bandrichtung nebeneinander radial zur Bandwölbung befestigt, wenn das energiedisperse System verwendet wird. Der Generator 5 erzeugt Röntgen-, Gamma- oder Isotopenstrahlen, die von einer Röntgenröhre oder Isotopen erzeugt werden und radial zur Bandwölbung auf die Metallteile 1 gerichtet sind. Die von den Metallteilen entsprechend deren Metallart und deren Legierungsart abgegebenen charakteristischen Strahlen, insbesondere (Röntgen-)Strahlenspektren (Röntgenfluoreszenzstrahlung), werden von dem neben dem Generator angeordneten Detektor 6 aufgefangen und in elektrische Impulse umgewandelt. Zur Kühlung des Detektors wird bei Verwendung einer energiedispersen Methode flüssiger Stickstoff verwendet. Da Strahlengenerator 5 und Detektor 6 unter dem Förderband angeordnet sind, besteht für alle Metallteile ein weitgehend gleicher Abstand zu diesen, so dass die den Detektor erreichenden Strahlen nicht zu stark schwanken.
Die vom Detektor erzeugten elektrischen Signale werden einem Rechner mit einer Sortierprozesssteuerung zugeführt, der die Messsignale des Detektors mit schon gespeicherten Signalen, insbesondere Röntgenfluoreszenzmustern analysierter Metalle bzw. Legierungen vergleicht und danach entsprechend am Förderband befindliche Sortierer steuert.
Für eine jeweilige Metall- oder Legierungsart bzw. Metall- oder Legierungsgruppe sind Sortiervorrichtungen 7 neben oder über dem Förderband 3 vorgesehen, die die Metallteile entsprechend dem vom Rechner gegebenen Steuerungssignalen in neben dem Band und hinter dem Band angeordnete Behälter 8 werfen. Das Aussortieren kann durch mechanische Weichen oder durch Luftdüsen erfolgen, die die zu separierenden Metallstücke vom Band herunterblasen.
Wenn es die Geometrie der zu untersuchenden Teile zulässt, können Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb der Metallteile angebrachtsein. Für viele Fälle eignet sich ein radioaktiver Stoff als Strahlenquelle.

Claims

1. Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen (1), insbesondere von Schrottstücken, nach ihrer Zusammensetzung im Durchlauf über ein Transportband (3), unter dem nahe der Bandunterseite eine Röntgen- oder Isotopenstrahlenquelle (5) befestigt ist, deren Strahlen das Transportband durchdringen um die Metallteile zu erreichen, wobei zum Auffangen der von den Metallteilen (1) abgegebenen Strahlen mindestens ein Detektor (6) vorgesehen ist, an welchen ein Rechner angeschlossen ist, der die vom Detektor (6) erzeugten elektrischen Signale analysiert und nachgeordnete Sortiergeräte (7) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband (3) aus Kunststoff oder Gummi besteht und kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweist, dass das Transportband (3) quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt ist und dass Strahlenquelle (5) und Detektor (6) etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgeordneten Sortiergeräte (7) zur Beförderung der Metallteile (1) vom Transportband (3) mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.