EP0096092A1 - Device for sorting metal pieces - Google Patents

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EP0096092A1 EP82104970A EP82104970A EP0096092A1 EP 0096092 A1 EP0096092 A1 EP 0096092A1 EP 82104970 A EP82104970 A EP 82104970A EP 82104970 A EP82104970 A EP 82104970A EP 0096092 A1 EP0096092 A1 EP 0096092A1
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Abstract

1. Device for the sorting of metal parts (1), in particular of pieces of scrap, according to their composition, when passing through via a conveyor belt (3), under which is fixed close to the underside of the belt an X-ray or isotope radiation source (5), the rays of which penetrate the conveyor belt to reach the metal parts, at least one detector (6) being provided to intercept the rays emitted by the metal parts (1), to which detector a computer is connected which analyses the electrical signals generated by the detector (6) and controls downstream sorting equipment (7), characterized in that the conveyor belt (3) consists of plastic or rubber and does not have any clearances or openings, in that the conveyor belt (3) is concavely channelled transverse to the longitudinal direction, and in that radiation source (5) and a detector (6) are arranged approximately radial to the belt curvature and emit and receive, respectively, rays in particular in this direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung.The invention relates to a method for sorting metal parts, in particular scrap pieces, in a pass through a transport device.

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.Metal parts of various chemical compositions are produced in technology. On the other hand, there are large amounts of scrap, e.g. Shredder scrap containing pieces of various chemical compositions. A recovery to usable metals is hardly possible, since a melt from scrap only seldom satisfies a working alloy in its chemical composition and in its properties. Further processing with complex metallurgical processes is uneconomical.

Im Falle der Produktionsüberwachung nach chemischer Zusammensetzung mußte man sich bisher mit Strichprobenkontrollen zufrieden geben. Bei Schrotten ist ein Sortieren selbst im Handklaubeverfahren 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.In the case of production monitoring according to chemical So far, composition has had to be satisfied with random checks. Sorting scraps is hardly possible even in the manual picking process, as this is unsafe and lengthy. Other known processes attempt to separate them according to the specific weight of the metals, for example in swimming, vibrating, centrifuging processes or according to electromagnetic properties. The processes do not lead to any sure success and also do not allow separation according to alloys within the alloy series with the same base metals.

Übliche Analysemethoden sind wegen ihres Zeitaufwandes unpraktikabel. Sie erfordern aufwendige Probenahme, Probenvorbereitung und Analysen an kleinen Stücken.Usual analysis methods are impractical because of their time expenditure. They require complex sampling, sample preparation and analysis on small pieces.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von Metallteilen im Durchlauf über eine Transporteinrichtung zu schaffen, bei dom bzw. der mit einfachsten konstruktiven Mitteln eine kontinuierliche Sortierung nicht nur nach unterschiedlichen Metallen, sondern auch nach unterschiedlichen Legierungen erreicht wird. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, Verfahren und Vorrichtung derart zu verbessern, daß die Metallteile nicht in kleine Stücke zerkleinert werden müssen, sondern auch große Teile und Stücke sortiert werden.The object of the invention is to provide a method and a device for sorting metal parts in a pass through a transport device, in which dom or with the simplest design means continuous sorting is achieved not only according to different metals, but also according to different alloys. In addition, it is an object of the invention to improve the method and device in such a way that the metal parts do not have to be broken up into small pieces, but also large parts and pieces are sorted.

Diese Ausgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die laufende Transporteinrichtung gegebenen Metallteile innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgon- oder Isctopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen abgegebenen Strahlen, insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachgeordnete Sortiergeräte steuert.According to the invention, these outputs are achieved in that the metal parts placed on the running transport device traverse X-ray or isctope beams within a short range of motion and the rays emitted by the metal parts, in particular X-ray spectra, X-ray fluorescence, are collected by at least one detector and analyzed by a computer that controls downstream sorting devices.

Hierdurch werden ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung ermöglicht, durch die im Durchlaufverfahren Metallteile und Stücke unterschiedlicher Größe nach ihrer chemischen Zusammensetzung bzw. ihrer Legierung exakt sortierbar sind. Verfahren und Vorrichtung sind wirtschaftlich und von hoher Genauigkeit. Es können auch große Metallteile und Metallstücke analysiert und sortiert werden, so daß Zerkleinerungskosten und Verschlackungsverluste beim Wiedereinschmelzen vermieden werden.This enables a simple method and a simple device by means of which metal parts and pieces of different sizes can be sorted precisely according to their chemical composition or their alloy in the continuous process. The method and device are economical and of high accuracy. Large metal parts and pieces of metal can also be analyzed and sorted so that comminution costs and slag losses are avoided when remelting.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Röntgengenerator und Detektor unterhalb der Transporteinrichtung angeordnet sind. Hierdurch wird ein stets gleichbleibender Abstand von Generator und Detektor zu den Metallteilen gewährleistet, so daß eine stets gleichbleibend gute (brauchbare) Analyse erreichbar ist. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß die Transporteinrichtung ein Förderband aufweist und die vom Generator ausgehenden und die den Detektor erreichenden Strahlen das Förderband durchdringen.It is particularly advantageous if the X-ray generator and detector are arranged below the transport device. This ensures a constant distance between the generator and detector and the metal parts, so that a consistently good (usable) analysis can be achieved. For this purpose, it is further proposed that the transport device has a conveyor belt and that the rays emanating from the generator and reaching the detector penetrate the conveyor belt.

Dabei kann das Förderband quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt sein, so daß die Metallteile stets nahe dem Generator und dem Detektor liegen.In this case, the conveyor belt can be curved in a channel shape transversely to the longitudinal direction, so that the metal parts are always close to the generator and the detector.

Exakte Analysewerte werden auch dadurch erreicht, daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator und Detektor sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden. Hierzu wird ferner vorgeschlagen, daß Strahlengenerator und Detektor etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.Exact analysis values are also achieved by that arranged close to the underside of the belt-ray generator and detector is andlängsachse are in a plane transverse to B. For this purpose, it is also proposed that the beam generator and detector be arranged approximately radially to the band curvature and emit or receive beams in particular in this direction.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Förderband ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist. Alternativ kann auch das Förderband kleine Durchbrüche oder öffnungen aufweisen..It is also advantageous if the conveyor belt has a material which absorbs little radiation, in particular plastic or rubber. Alternatively, the conveyor belt can also have small openings or openings.

Eine konstruktiv einfache und sicher arbeitende Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die nachgeordneten Sortiergeräte zur Beförderung der Metallteile vom Band mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.A structurally simple and safe-working device is achieved in that the downstream sorting devices for conveying the metal parts from the belt have mechanical ejection devices and / or air nozzles.

Ein Ausführunnsbeispiel 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 II-II in Fig. 1.
An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described in more detail below. Show it:
  • Fig. 1 is a side view of the device and
  • 2 shows a section according to II-II in FIG. 1st

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.Metal parts 1, in particular smaller and larger pieces of scrap, are placed one after the other on a conveyor belt 3 by a feed device 2, in particular by an inclined shaking plane give. The material of the conveyor belt is largely transparent to X-rays and is made of plastic or rubber. Alternatively, the conveyor belt can also have openings, openings, or be of wide mesh. Furthermore, the conveyor belt is curved in cross section in such a way that the longitudinal edges lie higher than the intermediate central region.

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.The revolving conveyor belt 3 guides the metal parts under a radiation protection hood 4, which overlaps the belt. In the area of this hood, a radiation generator 5 and, for example, a detector with a Dewar vessel 6 are fastened next to one another radially to the band curvature, transversely to the band direction, below the band when the energy-disperse system is used. The generator 5 generates X-ray, gamma or isotope beams, which are generated by an X-ray tube or isotope and are directed radially to the band curvature on the metal parts 1. The characteristic rays emitted by the metal parts in accordance with their type of metal and their type of alloy, in particular (X-ray) radiation spectra (X-ray fluorescence radiation), are collected by the detector 6 arranged next to the generator and converted into electrical pulses. Liquid nitrogen is used to cool the detector using an energy-dispersive method. Since the beam generator 5 and detector 6 are arranged under the conveyor belt, there is a largely equal distance from all metal parts so that the beams reaching the detector do not fluctuate too much.

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.The electrical signals generated by the detector are fed to a computer with a sorting process control, which compares the measurement signals of the detector with signals already stored, in particular X-ray fluorescence patterns of metals or alloys analyzed, and then controls the sorters located on the conveyor belt accordingly.

Für eine jeweilige Metall- oder Legierungsart bzw. Metall- oder Legierungsgruppe sind Sortiervorrichtungen 7 neben oder über dem Förderband 3 vorgesehen, die die Metallteile entsprechend den 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.For a respective type of metal or alloy or metal or alloy group, sorting devices 7 are provided next to or above the conveyor belt 3, which throw the metal parts into containers 8 arranged next to the belt and behind the belt in accordance with the control signals given by the computer. The sorting can be done by mechanical switches or by air nozzles that blow the metal pieces to be separated off the belt.

Wenn es die Geometrie der zu untersuchenden Teile zuläßt, können Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb der Metallteile angebracht sein. Für viele Fälle eignet sich ein radioaktiver Stoff als Strahlenquelle.If the geometry of the parts to be examined permits, the beam generator and detector can be attached to the side or above the metal parts. In many cases, a radioactive substance is suitable as a radiation source.

Claims (11)

1. Verfahren zum Sortieren von Metallteilen, insbesondere Schrottstücken, im Durchlauf über eine Transporteinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die laufende Transporteinrichtung (3) gegebenen Metallteile (1) innerhalb eines kurzen Bewegungsbereichs Röntgen- oder Isotopenstrahlen durchwandern und die von den Metallteilen (11) abgegebenen Strahlen,insbesondere Röntgenspektren, Röntgenfluoreszenz, von mindestens einem Detektor (6) aufgefangen und von einem Rechner analysiert werden, der nachgeordnete Sortiergeräte (7) steuert.1. A method for sorting metal parts, in particular scrap pieces, in a pass through a transport device, characterized in that the metal parts (1) given to the running transport device (3) migrate through X-rays or isotope beams within a short range of motion and that of the metal parts (11 ) emitted rays, in particular X-ray spectra, X-ray fluorescence, are captured by at least one detector (6) and analyzed by a computer which controls downstream sorting devices (7). 2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) unterhalb der Transporteinrichtung (3) angeordnet sind.2. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the beam generator (5) and detector (6) are arranged below the transport device (3). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Transporteinrichtung ein Förderband (3) aufweist und die vom 34 343 EU HC/Be Generator (5) ausgehenden und die den Detektor (6) erreichenden Strahlen das Förderband (3) durchdringen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the transport device has a conveyor belt (3) and the 34 343 EU HC / Be Generator (5) outgoing and the beams reaching the detector (6) penetrate the conveyor belt (3). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) quer zur Längsrichtung rinnenförmig gewölbt ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the conveyor belt (3) is curved groove-shaped transversely to the longitudinal direction. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der nahe der Bandunterseite angeordnete Strahlengenerator (5) und Detektor (6) sich in einer Querebene zur Bandlängsachse befinden.5. The device according to claim 4, characterized in that the beam generator (5) and detector (6) arranged near the underside of the band are located in a transverse plane to the longitudinal axis of the band. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß Strahlengenerator (5) und Detektor (6) etwa radial zur Bandwölbung angeordnet sind und insbesondere in dieser Richtung Strahlen abgeben bzw. empfangen.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the beam generator (5) and detector (6) are arranged approximately radially to the band curvature and in particular emit or receive beams in this direction. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3', dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) ein Strahlen wenig absorbierendes Material, insbesondere Kunststoff oder Gummi aufweist.7. The device according to claim 3 ', characterized in that the conveyor belt (3) has a radiation absorbing material, in particular plastic or rubber. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) kleine Durchbrüche oder Öffnungen aufweist.8. The device according to claim 3, characterized in that the conveyor belt (3) has small openings or openings. 9. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlengenerator und Detektor seitlich oder oberhalb des Transportbandes angeordnet sind.9. Device for performing the method according to An Saying 1, characterized in that the radiation generator and detector are arranged on the side or above the conveyor belt. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahlengenerator und Detektor in Richtung der Längsachse des Transportbandes angeordnet sind.10. The device according to claim 9, characterized in that the radiation generator and detector are arranged in the direction of the longitudinal axis of the conveyor belt. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die nachgeordneten Sortiergeräte (7) zur Beförderung der Metallteile (1) vom Band (3) mechanische Auswurfeinrichtungen und/oder Luftdüsen aufweisen.11. Device according to one of claims 2 to 10, characterized in that the downstream sorting devices (7) for conveying the metal parts (1) from the belt (3) have mechanical ejection devices and / or air nozzles.
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