Dispositivo y procedimiento para separar pedazos pesados producidos con composiciones no deseadas.

Dispositivo para separar pedazos pesados de un material de transporte producidos con constituyentes nodeseados y con un tamaño y forma fuertemente variables,

cuyo dispositivo comprende

- un equipo de detección (10, 16; 40, 42) dispuesto en una cinta transportadora (12),

- un equipo de separación pospuesto en la dirección de transporte y que conduce los pedazos a vías de transportediferentes,

- un tubo de rayos X (16) dispuesto por encima de los detectores y que solicita a los pedazos con radiación de rayosX en la zona de la detección, y

- un equipo de detección que presenta una pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X,caracterizado por que

- la pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X del primer equipo de detección están dispuestostransversalmente a la dirección de transporte de la cinta transportadora,

- los detectores (10) de fluorescencia de rayos X están dispuestos por encima de la cinta transportadora (12) a unadistancia mayor que la altura a esperar de los pedazos, poseyendo cada uno de los detectores de fluorescencia derayos X unos estrechos sectores de captación limitados en la dirección de su disposición y sustancialmente nosolapados en la zona de la cinta transportadora (12),

- está previsto al menos un segundo equipo de detección para captar las dimensiones de cada pedazo, y

- una lógica de decisión asistida por ordenador emite, basándose en los resultados de las informaciones sobre elcontorno y la cantidad de fluorescencia en la vía de transporte, suministradas por los dos equipos de detección, unaseñal que activa el equipo de separación.

Dispositivo y procedimiento para separar pedazos pesados producidos con composiciones no deseadas.

La invención concierne a un procedimiento y a un dispositivo para separar pedazos pesados producidos con composiciones no deseadas y dotados de una composición variable, por ejemplo obtenidos a partir del producto de 5 una trituradora, en los que se han triturado también motores eléctricos y similares, según el preámbulo de la reivindicación principal.

Los dispositivos para separar materiales a granel con partículas pequeñas en sí relativamente homogéneas son conocidos por un gran número de patentes, por ejemplo también por la patente EP 1 253 981 de la solicitante. Frente a estos dispositivos conocidos, el producto clasificable a separar se diferencia solamente por el hecho de que 10 se deben examinar pedazos relativamente grandes, con un peso bastante superior a un kilogramo, es decir que se presentan principalmente con una densidad como la de los metales y que están comprendidos dentro de un intervalo de varianza muy grande debido a su composición, bien por que son terrones de tierra de una consistencia desconocida o bien por que han sido puestos en forma de terrones por el hombre – por ejemplo, cuando se ha triturado un vehículo automóvil, aterronándose uno con otro materiales de una consistencia enteramente diferente –

y debido también a su forma exterior. El producto de trituradora (véanse las figuras 5 y 6) puede variar desde pequeñas piezas de motores eléctricos, tales como bobinas de alambre, hasta, pasando por flejes de chapa, motores de arranque tan solo un poco dañados en la carcasa.

Otro dispositivo para separar materiales a granel con fluorescencia de rayos X es conocido por el documento US-A20051078786.

Además, los procedimientos puramente ópticos no son suficientes para reconocer los componentes metálicos variables de la composición, es decir, de la respectiva aleación y/o de las respectivas porciones en el caso de pedazos constituidos por varios metales diferentes. En particular, las pinturas pueden resultar poco expresivas debido a la corrosión o al polvo, y a consecuencia de ángulos de incidencia diferentes de la iluminación pueden producirse sombras que varíen demasiado fuertemente la imagen del objeto para una evaluación asistida por

ordenador.

Por otro lado, para la producción de acero es de importancia esencial que, por ejemplo, el acero reciclado o bien el mineral en bruto no sea impurificado con metales finos y especialmente no lo sea con cobre. Por tanto, solamente la obtención de una pureza de clasificación segura puede hacer posible la reutilizabilidad del producto reciclado. Sin una clasificación tan buena no sería tampoco comercializable el producto de la triturador, ya que, solo después de fundirlo, tendrían que retirarse de una manera costosa las impurezas de cobre.

Con los métodos conocidos hasta ahora se puede detectar, por ejemplo, el sitio en el que está presente cobre, pero hasta este momento, para tomar una decisión correcta relativa a si se debe desecha o no por ello el pedazo completo, solo se puede estimar de manera insuficiente la cantidad de composición no deseada, por ejemplo aditivos de cobre, que está presente en el pedazo.

Por tanto, la invención se basa en el problema de reconocer correctamente sobre una cinta transportadora rápida (con típicamente 3 m/s) en un tiempo muy breve (típicamente 20 m/s de tiempo de medida) caudales másicos grandes de partículas relativamente grandes cuyo tamaño puede variar fuertemente desde un tamaño pequeño como el de una moneda hasta tamaños netamente mayores como botellas, cuyas dimensiones pueden ser extensas también especialmente en sentido longitudinal y sobrepasan entonces las dimensiones de las botellas. Se tienen que superar aquí problemas relativos a pequeñas tasas de recuento debido al corto tiempo de medida, un movimiento relativo de los pedazos sobre la cinta transportadora rápida, unas superficies inclinadas de los pedazos y especialmente también topografías existentes de los pedazos con zonas sobresalientes de una envoltura (anterior) .

Para hacer posible esta estimación se ha diseñado el dispositivo de la invención. El procedimiento según la 45 invención se puede realizar de manera especialmente ventajosa con este dispositivo.

En lo que sigue se describe con más detalle el equipo de separación de pedazos pesados con composiciones no deseadas derivados de material de transporte irregular a manera de chatarra con un equipo de detección dispuesto en una cinta transportadora que – después de la intercalación de un controlador provisto de un potente ordenador – puede suministrar a un equipo de separación subsiguiente la información referente a cuál de diferente vías de 50 transporte posibles ha de conducirse el pedazo correspondiente.

Aparte de sensores de fluorescencia que pueden reconocer bien diferentes características de fluorescencia de materiales diferentes, especialmente metales diferentes, el equipo de detección está constituido aquí especialmente por sensores ópticos y/o electromagnéticos que están dispuestos en un número adecuado ópticamente por encima y electromagnéticamente por debajo de la cinta transportadora para lograr una resolución local diez veces mejor que 55 la de los primeros detectores previstos por encima de la cinta transportadora, los cuales reaccionan a radiación de fluorescencia de rayos X.

Esto hace posible utilizar pocos detectores de fluorescencia con tasas de recuento aceptables (típicamente > 100 x 20 ms) , menores que las que se necesitan en la resolución para la separación, y, además, tiene la ventaja de que no se necesitan detectores complicados provistos de alta precisión de separación, los cuales son costosos especialmente debido a que tienen que guardar una mayor distancia respecto de la cinta transportadora para dejar que pasen a su través los pedazos a examinar dispuestos sobre una cinta transportadora. Se pueden utilizar también así fuentes de rayos X con potencia usual en el mercado (por ejemplo, 35 keV) , las cuales pueden apantallarse sin un coste demasiado grande.

Para la radiación de la ventana de observación sobre la cinta transportadora con radiación de rayos X se prevé en una “caja de sensores” que apantalla los detectores un tubo de rayos X que irradia con radiación de rayos X, para producir la fluorescencia de rayos X, la zona de la cinta transportadora que es dictaminada por los sensores de captación.

Los sensores de fluorescencia de rayos X, que pueden tener una sensibilidad local relativamente pequeña debido a sus propiedades físicas, están dispuestos ahora uno al lado de otro en una fila, de modo que pueden captar sustancialmente sin solapamiento pequeñas partículas situadas sobre la cinta transportadora.

Dado que los sensores de fluorescencia de rayos X tienen que disponerse tan cerca como sea posible de la cinta transportadora, pero, por otro lado, habrá que dejar un espacio libre suficiente al menos para los mayores pedazos que quepa esperar, esto significa que el lado superior de los pedazos de tamaño mediano está alejado de los detectores en una distancia tan solo la mitad de grande, de modo que éstos pueden ser captados entonces únicamente por un respectivo detector con aproximadamente la mitad de su lado superior.

Por tanto, en una realización preferida se propone elegir el ángulo de apertura de los detectores determinado por diafragmas de modo que al menos objetos de la mitad de anchura de apertura, por ejemplo objetos de 10 cm de tamaño, sean captados aún plenamente con toda su superficie por los detectores yuxtapuestos. Sin embargo, la resolución local obtenida por estos detectores (50 – 100 mm) no es suficiente para provocar una descarga. En particular, no se puede decidir si se presenta un objeto pequeño con una fuerte impurificación o un objeto grande con una impurificación débil.

Por tanto, es necesario determinar el tamaño de las partículas mediante una observación anterior o posterior, por vía electromagnética o bien por visualización óptica.

Se prefiere aquí una captación electromagnética mediante sensores dispuestos debajo de las cintas transportadoras, los cuales dan como resultado una resolución diez veces mejor (por ejemplo, 3 mm) . Se pueden prever para ello dos filas de sensores decalados uno respecto de otro y se puede aumentar la resolución local de la respuesta de un sensor teniendo en cuenta la respuesta de un sensor vecino.

Una vez que se hayan retransmitido las señales de los sensores a la unidad de cálculo, se asignan a cada partícula que pasa por la zona de captación los valores obtenidos por los... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para separar pedazos pesados de un material de transporte producidos con constituyentes no deseados y con un tamaño y forma fuertemente variables, cuyo dispositivo comprende

-un equipo de detección (10, 16; 40, 42) dispuesto en una cinta transportadora (12) ,

- un equipo de separación pospuesto en la dirección de transporte y que conduce los pedazos a vías de transporte diferentes,

- un tubo de rayos X (16) dispuesto por encima de los detectores y que solicita a los pedazos con radiación de rayos X en la zona de la detección, y

- un equipo de detección que presenta una pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X,

caracterizado por que

-la pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X del primer equipo de detección están dispuestos transversalmente a la dirección de transporte de la cinta transportadora,

- los detectores (10) de fluorescencia de rayos X están dispuestos por encima de la cinta transportadora (12) a una distancia mayor que la altura a esperar de los pedazos, poseyendo cada uno de los detectores de fluorescencia de rayos X unos estrechos sectores de captación limitados en la dirección de su disposición y sustancialmente no solapados en la zona de la cinta transportadora (12) ,

- está previsto al menos un segundo equipo de detección para captar las dimensiones de cada pedazo, y

- una lógica de decisión asistida por ordenador emite, basándose en los resultados de las informaciones sobre el contorno y la cantidad de fluorescencia en la vía de transporte, suministradas por los dos equipos de detección, una señal que activa el equipo de separación.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el segundo equipo de detección comprende sensores electromagnéticos de resolución local por debajo de la cinta transportadora (12) para captar las dimensiones y la masa de pedazos de mineral o de un producto de trituradora de más de un kilogramo de peso.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el segundo equipo de detección comprende un láser (40) que proyecta sobre el material de transporte, transversalmente a la cinta transportadora, una línea de iluminación que es captada bidimensionalmente con una cámara (42) .

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que el láser o los láseres (40) del segundo equipo de detección irradian en dirección sustancialmente perpendicular a un pedazo y la cámara (42) presenta una dirección de visualización que registra la imagen de iluminación sustancialmente en la dirección de la cinta transportadora.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que el segundo equipo de detección presenta la cámara

(42) mirando sustancialmente en dirección perpendicular a un pedazo y el láser o los láseres (40) presentan una dirección de radiación ligeramente inclinada con respecto a la dirección de la cinta transportadora y generan una imagen de iluminación 3D en el campo de visualización de la cámara.

6. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que el segundo equipo de detección comprende el láser o los láseres (40) irradiando sobre un pedazo aproximadamente bajo un ángulo de 45º con respecto a la vertical y a la dirección de transporte y la cámara (42) con una dirección de visualización bajo el mismo ángulo con respecto a la dirección de transporte de la cinta transportadora, estando ajustados los ángulos con la cinta transportadora en dirección aproximadamente transversal a una línea de detección transversal a la cinta transportadora.

7. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que el segundo equipo de detección irradia el láser o los láseres aproximadamente bajo un ángulo de 45º y está presente un ángulo de 90º entre la dirección de observación y la dirección de radiación.

8. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que el primer equipo de detección está previsto bajo un ángulo de 8-19º, poco diferente respecto de la vertical, en una posición simétrica con relación a la dirección de radiación también inclinada del tubo de rayos X, y el segundo equipo de detección presenta el mismo ángulo de 8-19º con respecto a la vertical, es decir que entre la dirección de observación y la dirección de irradiación está presente un ángulo comprendido entre 16 y 38º, con lo que existe la misma geometría de irradiación y de captación.

9. Procedimiento para separar pedazos pequeños de un material de transporte producidos con constituyentes no deseados y con un tamaño y forma fuertemente variables, cuyo procedimiento comprende

- una detección en una cinta transportadora (12) ,

- una separación pospuesta en la dirección de transporte y que conduce los pedazos a vías de transporte diferentes,

- una irradiación de los pedazos en la zona de detección con radiación de rayos X,

- presentando un equipo de detección una pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X,

caracterizado por que

- la detección se efectúa al mismo tiempo en una pluralidad de detectores (10) de fluorescencia de rayos X del primer equipo de detección en sentido transversal a la dirección de transporte de la cinta transportadora, realizando los primeros equipos de detección, en estrechos sensores de captación limitados en la dirección de su disposición y sustancialmente no solapados en la zona de la cinta transportadora, una visualización total de una respectiva

ventana de detección parcial,

- al menos un segundo equipo de detección capta dimensiones de cada pedazo, captándose en toda la ventana de detección, en su extensión transversal a la cinta transportadora, unos contornos de los pedazos por medio de señales de sensor electromagnéticas de resolución local y/o por medio de líneas de altura generadas por óptica láser,

- una lógica de decisión asistida por ordenador emite, basándose en los resultados de las informaciones sobre el contorno y la cantidad de fluorescencia sobre la vía de transporte de cada pedazo, suministradas por los dos equipos de detección, una señal que activa el equipo de separación,

- estando presente al menos en cada instante de detección de fluorescencia un perfil de altura de la línea de detección, definiéndose en la lógica de decisión, con ayuda de los perfiles de altura/dimensión, unas respectivas

dimensiones de los pedazos en la dirección de transporte que sirven para asignar a un pedazo, de acuerdo con las dimensiones, las señales de detección recogidas de detectores de fluorescencia individuales, para generar en la lógica de decisión una señal para cada pedazo que activa el equipo de separación.

10. Procedimiento para separar pedazos según la reivindicación 9, caracterizado por que en toda la ventana de detección se captan en su extensión transversal a la cinta transportadora las masas de los pedazos por medio de señales de sensor electromagnéticas de resolución local, definiéndose en la lógica de decisión, con ayuda de los perfiles de altura/dimensión y masa, unas respectivas dimensiones de los pedazos en la dirección de transporte que sirven para asignar a un pedazo, de acuerdo con las dimensiones, las señales recogidas de detectores de fluorescencia individuales para generar la señal de activación del equipo de separación.

11. Procedimiento para separar pedazos según la reivindicación 10, caracterizado por que la lógica de decisión asigna perfiles de masa y dimensión captados a clases previamente definidas de objetos en los que las propiedades de sus materiales en clases individuales se toman como ya conocidas o bien se determinan de manera promediada a partir de mediciones de fluorescencia anteriores, para emitir la señal de activación de la unidad de separación.