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Einrichtung zum Ausscheiden
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von Metallteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Ausscheiden von Metallteilen aus pulverisiertem, körnigem oder stückigem Gut,
z.B. Mahlgut oder Granulat, mit Hilfe eines Metalldetektors und eines durch den
Metalldetektor gesteuerten Ausscheidungsorganes, wobei das Gut durch eine von einem
elektromagnetischen Feld durchsetzten Öffnung des Metalldetektors als auch durch
eine Öffnung des Ausscheidungsorganes hindurchgeführt und durch eine mit der Öffnung
des Ausscheidungsorganes fluchtende Durchlaß-Offnung weitergeleitet wird, die kurzzeitig
durch das Ausscheidungsorgan verschließbar und während dieser Zeit die Öffnung des
Ausscheidungsorganes mit einer Auslaß-Öffnung für die Metallteile in Deckung bringbar
ist.
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Durch die DE-PS 24 56 680 ist eine Einrichtung zum Ausscheiden von
Metallteilen bekanntgeworden, bei der der Metalldetektor gleichzeitig als Ausscheidungsorgan
dient.
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Die Durchlaß-Öffnung des Metalldetektors liegt dabei in der Ausgangsstellung
im Förderstrom, wobei der in die Durchlaß-Öffnung eintretende Inhalt des Förderstroms
von dem elektromagnetischen Hochfrequenzfeld durchsetzt ist. Enthält das Material
Metalleinschlüsse, entsteht durch Schwächung des elektromagnetischen Feldes am Ausgang
des Metalldetektors je nach Bauart ein statisches oder dynamisches Signal Handelt
es sich um einen statisch wirkenden Metalldetektor, ist an seinem Ausgang so lange
das Signal vorhanden, wie
sich das Metall im Ansprechbereich des
Detektors befindet.
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Uber einen Verstärker läßt sich damit direkt ein Relais oder ein zusätzliches
Schaltgerät mit Relaisausgang ansteuern, das den Metalldetektor oder seinen beweglichen
Teil so weit verlagert, daß einmal der übrige Teil des Metalldetektors den Förderstrom
blockiert und zum anderen der die Durchlaß-Öffnung enthaltende Teil frei neben dem
Förderstrom austritt, so daß das in der Durchlaß-Öffnung enthaltende Material mit
dem Metallteil entfernt werden kann. Ist das Metallteil ausgeschieden, fällt das
Relais ab und der Betätigungsmechanismus zieht den Metalldetektor in die Ausgangslage
zurück.
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Durch die DE-PS 18 09 982 ist eine durch einen Metalldetektor betätigte
Sortierweiche bekanntgeworden, bei der als Ausscheidungsorgan ein kanalartig geschlossener
Leitkörper, z.B. Rohrabschnitt, verwendet wird, der an seinem dem Metalldetektor
benachbarten Ende in einem den Metalldetektor aufnehmenden Gehäuse pendelnd aufgehängt
ist und gesteuert durch den Metalldetektor abwechselnd über je einer hosenbeinartigen
Öffnung des Gehäuses gehalten wird.
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Die zuerst genannte Einrichtung hat den Vorteil, daß die Verwendung
bei einer ruhenden Schüttgutsäule oder bei diskontinuierlicher Entnahme von Fördergut
bzw. Förderstillstand möglich ist. Das ist bei der zweiten Ausführung nach der DE-PS
18 09 982 nicht der Fall. Das Gehäuse würde volllaufen und das Schwenkrohr blockieren.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die zuerst genannte Einrichtung
nach der DE-PS 24 56 680 desto unempfindlicher wird, je langsamer das Gut durch
die Einrichtung strömt.
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Bei Förderstillstand bzw. diskontinuierlicher Förderung können deshalb
nur relativ große Metallteile ausgeschieden werden. Das bedeutet, daß die Ansprechempfindlichkeit
der Einrichtung auf Metallteile mit der Geschwindigkeit zunimmt, mit der die Metallteile
durch die öffnung des Metalldetektors hindurchfallen bzw. hindurchgeleitet werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung der eingangs
näher beschriebenen Art zu schaffen, die für die Verwendung bei diskontinuierlicher
Förderung oder Förderstillstand geeignet und bei der die Ansprechempfindlichkeit
verbessert ist, so daß auch relativ kleine Metallteile ausgeschieden werden können.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs
genannten Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Maßnahmen
gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die oszillierende
Betätigung des Ausscheidungsorganes eine bestimmte Menge des Gutes im freien Fall
die Öffnung des Metalldetektors passieren kann, also ein Metallteil im Gut ebenfalls
mit relativ hoher Geschwindigkeit hindurchfällt.
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Da, wie vorstehend erläutert, die Ansprechempfindlichkeit mit der
Geschwindigkeit zunimmt, mit der ein Metallteil den Metalldetektor passiert, wird
durch die erfindungsgemäße Ausbildung die größtmögliche Empfindlichkeit erreicht.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Einrichtung direkt auf
den Einfüllstutzen der Verarbeitungsmaschine für das Gut aufgesetzt werden kann.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt: In den Aufnahme-Raum
des Ausscheidungsorganes fällt eine bestimmte Menge Fördergut hinein, wenn sich
der Aufnahme-Raum gerade unter der Metalldetektor-öffnung befindet. Es kann an der
anderen Seite nicht herausf allen, weil die rückwärtige Öffnung durch die Bodenplatte
verschlossen ist. Die Menge, die in den Aufnahme-Raum fällt, hängt vom Betätigungsrhythmus
bzw. von der Frequenz der oszillierenden Bewegung ab und kann so gewählt werden,
daß der Aufnahme-Raum vollständig gefüllt ist. Das in dem Aufnahme-Raum befindliche
Fördergut wird quer zur Förderrichtung verschoben und gleichzeitig der Förderquerschnitt
verschlossen. Das Fördergut fällt in der Endstellung des Ausscheidungsorganes in
die DurchlaB-Off-
nung. Der leere Aufnahme-Raum wird beim Rückhub
des Ausscheidungsorganes wieder in seine Ausgangsstellung gebracht und der Ladevorgang
beginnt von neuem. Der Aufnahme-Raum schwingt also dauernd zwischen einer Lade-Stellung
und einer Entlade-Stellung. Dabei wird dem Fördergutstrom bzw. der Fördergut-Säule
eine bestimmte Menge entnommen, die ihm gegenüber der Eintrittrichtung versetzt
wieder z.ugeführt wird, die Förderung also intermittierend erfolgt.
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Passiert ein Metallteil die Öffnung des Metalldetektors, wird nach
einer gewissen Verzögerung, während der das Metallteil sicher in den Aufnahme-Raum
gefallen ist, durch ein Steuersignal des Metalldetektors der Betätigungsmechanismus
betätigt, der das Ausscheidungsorgan in die aus der normalen Betätigungsrichtung
entgegengesetzte Lage bringt, in der das Metallteil durch die Ausfall-Öffnung entfernt
werden kann.
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Während das Ausscheidungsorgan zwischen der Lade- und Entlade-Stellung
schwingt, also oszilliert, erfolgt die Betätigung zwischen der Lade-Stellung und
Auslaß-Stellung für die Metallteile intermittierend, und zwar in Abhängigkeit von
der Anwesenheit eines Metallteiles im Ansprechbereich des Metalldetektors bzw. im
Aufnahme-Raum.
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Der Vorteil nach Anspruch 2 besteht darin, daß der Betätigungsmechanismus
in Abhängigkeit vom Füllstand des Auffang-Behälters abgestellt werden kann.
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Der Vorteil nach Anspruch 3 besteht darin, daß mit nur einem Geber
das Abstellen und Einschalten der Einrichtung möglich ist. Wird z.B. an der Maschine
weniger Gut entnommen als gefördert wird, steigt das Gut im Stutzen der Einrichtung
langsam an, bis es schließlich den Aufnahme-Raum erreicht hat. Der Geber zeigt durch
ein Dauersignal an seinem Ausgang an, daß der Aufnahme-Raum gefüllt ist. Die Einrichtung
wird abgestellt.
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Gemäß Anspruch-4 kann die gesamte Einrichtung auf einfache
Weise
an den Einfüllstutzen der Verarbeitungsmaschine befestigt werden Der Vorteil nach
Anspruch 5 besteht darin, daß durch einfaches Umsteuern des Betätigungsmechanismus
die Betätigung des Ausscheidungsorganes aus dem Lade-, Entlade-Betrieb in den Lade-,
Auslaß-Betrieb erfolgen kann Es ist also für jede Betriebsart kein separater Antrieb
erforderlich.
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Der Vorteil nach Anspruch 6 besteht darin, daß sich die Ansprechempfindlichkeit
weiter verbessern läßt. Ein dynamisch wirkender Metalldetektor gibt zum Zeitpunkt
des Eintritts eines Metallteiles in die Durchlaß-Öffnung einen Impuls ab.
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Der Vorteil nach Anspruch 7 besteht darin, daß die Bauhöhe der Einrichtung
relativ klein ist. Die Höhe des Schiebers kann in weiten Grenzen frei festgelegt
werden, jedoch muß dabei berücksichtigt werden, daß mit jedem Metallteil auch 'gutes"
Material ausgeschieden wird.
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Der Vorteil nach Anspruch 8 besteht darin, daß eine Beeinflussung
des Metalldetektors durch das Ausscheidungsorgan vermieden wird.
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Der Vorteil nach Anspruch 9, 10 und 12 besteht darin, daß sich der
Fördergutstrom vor dem Metalldetektor unterbrechen läßt. Es kann somit auch der
in der Öffnung des Metalldetektors befindliche Teil des Gutes in den Aufnahme-Raum
fallen. Die Betriebssicherheit wird dadurch weiter verbessert.
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Gemäß Anspruch 11 ist für das Ausscheidungsorgan und den Schieber
nur ein Betätigungsmechanismus erforderlich.
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Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen drei Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ausführung
der Einrichtung,
Figur 2 eine zweite Ausführung in schematischer
Darstellung, Figur 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform.
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Die in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Einrichtungen eignen
sich zum Ausscheiden von metallischen Fremdkörpern aus einem bewegten Förderstrom,
z.B. von Kunststoff-Granulat, Mehl, Zucker und dgl. Die Einrichtungen sind derart
ausgebildet, daß sie auch bei diskontinuierlicher Förderung und bei zweitweiligem
Förderstillstand voll funktionsfähig sind. Sie können direkt auf den Einfüllstutzen
einer Verarbeitungsmaschine, z.B. einer Kunststoff-Spritzmaschine oder einer Verpackungsmaschine
befestigt werden.
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Die Einrichtungen bestehen aus einem generell mit 3 bezeichneten Gehäuse
aus Metall oder Kunststoff, in welchem ein Metalldetektor 4,5, ein Ausscheidungsorgan
6,7, ein Betätigungsmechanismus 8 und die Steuerung 9 angeordnet sind.
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Wie aus den Figuren hervorgeht, ist der Metalldetektor 4,5 mit Hilfe
von Distanzstücken 10 an der inneren Stirnseite des Gehäuses 3 aufgehängt. Er ist
als quaderförmiger Körper ausgebildet und hat an einem Ende eine kreisförmige Offnung
11, durch die das Gut hindurchgeleitet und festgestellt wird, ob sich Metallteile
darin befinden. Die elektronische Schaltungsanordnung befindet sich in dem freibleibenden
Teil. Der Metalldetektor 4,5 ist über seinen Ausgang 12 und der Leitung 13 mit der
Steuerung 9 Verbunden, die in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Metalldetektors
4,5 den Betätigungsmechanismus 8 ansteuern, wenn sich ein Metallteil im Ansprechbereich
des Metalldetektors 4,5 befindet. Der Metalldetektor wirkt dynamisch.
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Die Öffnung 11 des Metalldetektors 4,5 ist über einen Rohrstutzen
14 mit einem außen am Gehäuse 3 angeschlossenen Flansch 15 verbunden, der einen
Einfülltrichter 16 aufnehmen kann, dessen Hals bis in den Stutzen 14 reicht und
eine nach außen dichte Verbindung herstellt.
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Der Metalldetektor 4,5 ist in dem Gehäuse 3 derart angeordnet, daß
zwischen seiner Rückseite 17 und der Innenseite 18 der Bodenplatte 19 des Gehäuses
3 ein Zwischenraum vorhanden ist. Die Bodenplatte 19 weist eine um das Ma8 x1 aus
der Durchlaßrichtung der Öffnung 11 des Metalldetektors 4,5 versetzte Durchlaß-Öffnung
20 und eine um das Maß x2 aus der Durchlaßrichtung der Öffnung 11 versetzte Auslaß-Öffnung
21 für die Metallteile auf. Die Maße x1, x2 hängen von der Breite des dffnungsquerschnittes
des Metalldetektors 4,5 ab und sind gleich oder größer als der Durchmesser der Öffnung
11.
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Zwischen der Rückseite 17 des Metalldetektors 4,5 und der Innenseite
18 der Bodenplatte 19 ist das Ausscheidungsorgan 6,7 geführt und an den Flächen
17,18 nach außen hin abgedichtet, so daß kein Fördergut in das Gehäuse 3 eindringen
kann. Die Abdichtung kann durch Dichtungen 44,45 erfolgen.
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Das Ausscheidungsorgan 6 ist als Schieber ausgebildet und weist einen
Aufnahme-Raum 22 für das Fördergut 23 auf, welcher einen begrenzten Raum des Förderquerschnittes
umgibt. In den Ausführungsbeispielen ist der Aufnahme-Raum 22 zylindrisch ausgebildet
und hat einen Querschnitt, der dem Querschnitt der Öffnung 11 des Metalldetektors
4,5 entspricht. Die Durchlaß-Öffnung 21 für die Metallteile entsprechen dem Querschnitt
des Aufnahme-Raums 22. Das Ausscheidungsorgan 6 ist aus einem elektrisch nichtleitenden
Material hergestellt, damit eine Beeinflussung des Metalldetektors 4,5 vermieden
wird. Das Ausscheidungsorgan 6,7 ist quer zum Förderstrom verschiebbar und zwar
aus einer Ausgangslage, in der der Aufnahme-Raum 22 mit der Öffnung 11 des Metalldetektors
4,5 fluchtet in eine 1.Endlage, in der der Aufnahme-Raum 22 mit der Durchlaß-Öffnung
20 für das Fördergut fluchtet. Das Ausscheidungsorgan 6,7 wird durch den Betätigungsmechanismus
8 zwischen der Ausgangslage und der 1.Endlage mit einer bestimmten Frequenz oszillierend
betätigt. Die oszillierende Betätigung wird von der Steuerung 9 über ein Ventil
24 und den Leitungen 25,26 gesteuert. Die Frequenz wird vorteilhaft so eingestellt,
daß der Aufnahme-Raum 22 voll ist, wenn die Rückwärtsbewegung ein-
setzt.
Der volle Aufnahme-Raum 22 entlädt sich über der Durchlaß-Öffnung 20.
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Das Ausscheidungsorgan 6,7 ist ferner zwischen der Ausgangslage und
einer 2.Endlage, in der der Aufnahme-Raum 22 mit der Ausfall-Öffnung 21 für die
Metallteile fluchtet, verschiebbar und wird in dieser Bewegungsrichtung, wie.
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vorstehend erläutert, von dem Betätigungsmechanismus 8 durch den Metalldetektor
4,5 bei Anwesenheit eines Metallteiles in der Öffnung 11 des Metalldetektors intermittierend
betätigt. Die oszillierende Bewegung wird während dieser Zeit unterbrochen. Der
Betätigungsmechanismus 8 besteht aus einem Flüssigkeits- oder Gas-Motor für geradlinige
Bewegung, z.B. ein doppelt wirkender Hydraulik-oder Pneumatik-Zylinder mit einer
durch einen Geber 27 über die Leitung 28 und Steuerung 9 betätigten Mittelstellung.
An die Ausfall-Öffnung 21 ist ein Rohrstutzen 29 angeschlossen, durch den die Metallteile
herausfallen.
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Das Ausscheidungsorgan 6,7 ist in Bewegungsrichtung so lang ausgebildet,
daß in der 1.Endlage die Öffnung 11 verschlossen und in der 2.Endlage die Öffnung
11 ebenfalls verschlossen ist. In den Ausführungsbeispielen ist das Ausscheidungsorgan
6,7 um mehr als den Betrag der Bewegung länger als die Breite der Durchlaß-Öffnung
des Metalldetektors 4,5.
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An die Auslaß-Öffnung 20 ist ein Auffang-Behälter 30 angeflanscht.
Die Einrichtung läßt sich mit dem Flansch 31 an ein Rohrsystem oder direkt an den
Einfüllstutzen einer Verarbeitungsinaschine anschließen. An dem Auffang-Behälter
sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Geber 32,33 befestigt, die über Leitungen
34,35 mit der Steuerung 9 verbunden sind. Der Geber 33 schaltet den Betätigungsmechanismus
8 ein, wenn die Förderung in dem Auffang-Behälter auf eine bestimmte Menge abgefallen
ist. Der Geber 32 schaltet den Betätigungsmechanismus 8 ab, wenn die Förderung eine
bestimmte Höhe erreicht hat. Das Ein- und Ausschalten der Einrichtung erfolgt über
ein Relais 36. Der Betätigungsmechanismus 8 ist an das Ausscheidungsorgan 6,7
über
ein Gelenk 37 angeschlossen.
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Das Still setzen der Einrichtung kann anstelle von zwei Gebern 32,33
auch mit einem Geber 46 erfolgen, der über die gestrichelt dargestellte Leitung
47 und ein Verzögerungsglied 48 an die Steuerung 9 angeschlossen ist. Der Geber
46 wirkt kapazitiv und tastet den Aufnahme-Raum 22 ab. Erfolgt ein bis in den Aufnahme-Raum
22 reichender Rückstau des Fördergutes, spricht der Geber 46 an, der über die Leitung
47 und die Steuerung 9 die Einrichtung stillsetzt. Ist der Aufnahme-Raum 22 wieder
leer, ist der Geber 46 entdämpft und schaltet die Einrichtung ein.
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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 der Zeichnung unterscheidet sich
von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß das Ausscheidungsorgan 7 mit einem
an der Vorderseite 38 des Metalldetektors 5 geführten Schieber 39 gekuppelt ist.
Der Schieber weist eine mit dem Aufnahme-Raum 22 fluchtende Durchlaß-Öffnung 40
auf. Die Länge des Schiebers 39 entspricht der Länge des Ausscheidungsorganes 7.
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Durch diese Anordnung kann erreicht werden, daß der Schieber 39 den
Förderquerschnitt bereits verschlossen hat, wenn der Aufnahme-Raum 22 gerade gefüllt
ist. In der Öffnung 11 des Metalldetektors 5 befindet sich kein Fördergut 23. Beim
nächsten Hub des Ausscheidungsorgans 7 fällt das Fördergut im freien Fall durch
die Öffnung 11 des Metalldetektors 5.
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Es sei noch bemerkt, daß der Trichter 16, gemäß Figur 2, mit dem Flansch
41 durch eine tangentiale Schraube 42 festgeklemmt und der Flansch 41 mit Schrauben
43 am Gehäuse 3 festgeschraubt ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 der Zeichnung ist das Gehäuse
3 trogartig ausgebildet und mit einem der Bodenplatte 19 gegenüberliegenden Deckel
49 verschlossen.
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Der Deckel weist einen Anschlußstutzen 50 und die Bodenplatte 19 einen
Anschlußflansch 51 auf. Am Boden 19 sind Führungen 52 erkennbar, zwischen denen
das Ausscheidungsorgan 6 eingesetzt ist. Die Steuerung 9 ist auf einer Platine 53
angeordnet, die zwischen Aufnahmen 54 am Boden 19
und Deckel 49
gehalten ist. Der Betätigungsmechanismus 8 greift im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
nach Figur 1 nicht frontal in Bewegungsrichtung des Ausscheidungsorgans 6 an, sondern
seitlich über eine Schubstange 55. Der Betätigungsmechanismus 8 ist ferner parallel
neben dem Ausscheidungsorgan 6 angeordnet. An den Seitenwänden des Gehäuses 3 sind
noch Befestigungskonsolen 56 vorgesehen. Zwischen dem Deckel 49 und dem Metalldetektor
4 ist ringsum die Öffnung 11 eine kreisringförmige Dichtung 57vorhanden,