ЛИНИЯ ПО ОТБРАКОВКЕ ИЗ МЕТАЛЛОЛОМА ТВЕРДО/ЖИДКО/ГАЗОНАПОЛНЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
LINE FOR REJECTION OF SOLID / LIQUID / GAS-FILLED OBJECTS FROM SCRAP METAL

Предложенное техническое решение задачи относится к выявлению и отбраковке из металлолома объектов (сосудов, малых емкостей, патрубков, огнетушителей, малых газобаллонов, пневматической подвески автомобилей и прочее) наполненных, легко воспламеняющимися или взрывоопасными веществами в твердой, жидкой или газообразных фазах и может быть использовано в области металлопереработки.
Одной из проблем металлоперерабатывающих организаций является наличие в металлоломе объектов, наполненных веществами, находящимися в твердой, жидкой или газообразной фазах. Загрузка металлоперерабатывающех печей металлоломом, содержащим подобные объекты, приводит к взрывам и частичному разрушению печей и как следствие к их простою в период ремонта. Рассматриваемые объекты могут быть наполнены твердыми, быстро воспламеняющимися и взрывоопасными веществами и относятся к категории закрытых сосудов, однако наличие твердого взрывчатого вещества в двусторонне открытом патрубке также представляет серьезную угрозу производстводственным компаниям занимающихся переработкой металлолома. Для выявления подобных объектов металлоперерабатывающими организациями затрачивается огромное количество человеко-часов. При этом выявление объектов осуществляется человеком визуально, где имеет место субъективный фактор включающий халатность и недобросовестность.
Известен способ добычи алмазов из крутопадающих рудных тел (см. патент 2171144 от 27.07.2001 г.). Способ включает бурение вертикальных скважин с извлечением выбуренной алмазосодержащей руды на поверхность в виде пульпы. Извлеченную из рудного тела алмазосодержащую руду подвергают гидроструйному воздействию, затем ее облучают пучком ускоренных электронов и регистрируют возникающее в алмазах световое излучение Вавилова-Черенкова. Участки алмазосодержащей руды, в которых обнаружена локальная яркость свечения извлекают и отправляют на переработку.
Способ обеспечивает высокую степень выявления и извлечения, добываемых алмазов из алмазосодержащей руды, однако он не может быть использован металлоперерабатывающими организациями для (выявления) из металлолома объектов (сосудов, малых емкостей, закрытых патрубков, огнетушителей, малых газобаллонов, пневматической подвески автомобилей и прочее) наполненных, легко воспламеняющимися или взрывоопасными веществами в твердой, жидкой или газообразных фазах.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому техническому решению задачи является «Способ сортировки твердых бытовых отходов и устройство для его осуществления», (см. патент №2517225 от 27.05.2014 г.). Устройство по вышеуказанному патенту включает последовательно расположенные дозатор, загрузочный и сортировочный конвейеры. Сортировочный конвейер разделен на секции, напротив каждой из которых установлен бункер для приема определенного типоразмера фрагментов отходов. Параллельно сортировочному конвейеру установлен сбрасыватель с рабочими органами. Система управления процессом сортировки, включает расположенные над сортировочным конвейером источник и приемник электромагнитного излучения, электронные блоки в виде оцифровывающего, запоминающего и задающего устройств, а также блок сравнения и усилитель, причем выход приемника через оцифровывающее и запоминающее устройства соединен с первым входом блока сравнения. На второй вход блока сравнения подается оцифрованное изображение определенного типоразмера фрагмента отходов от задающего устройства. Выход блока сравнения через усилитель соединен с рабочими органами сбрасывателя.
Данное устройство достаточно эффективно при реализации в сортировке твердых бытовых отходов, однако использование его для выявления объектов, наполненных веществами в твердой, жидкой или газообразных фазах вызывает определенные затруднения.
Техническим результатом предложенного технического решения задачи является выявление из металлолома объектов (сосудов, малых емкостей, патрубков, огнетушителей, малых газобаллонов, пневматической подвески автомобилей и прочее) наполненных, веществами в твердой, жидкой или газообразных фазах, представляющими угрозу выхода из строя металлоперерабатывающих печей.
Также техническим результатом предложенного технического решения задачи является снижение трудоемкости процесса выявления вышеуказанных объектов за счет его автоматизации.
Вариант 1
Технический результат достигается тем, что в линии по отбраковке из металлолома /твердо/жидко/газо наполненных объектов, включающей последовательно расположенные загрузочный конвейер, дозатор, сортировочный конвейер состоящий из приемного и сепараторного узла, бункер, сбрасыватель и устройство детектирования. Сортировочный конвейер снабжен резервуаром заполненным жидкостью в котором размещен его приемный узел с установленным над ним электромагнитом, при этом устройство детектирования, закреплено на резервуаре в зоне прохождения металлолома под электромагнитом и информативно связано с устройством распознавания и сбрасывателем через блок управления.
Преимущественно чтобы, резервуар был выполнен из нержавеющей стали, пластика, полимера или композитного материала.
Преимущественно чтобы, резервуар был снабжен очистной установкой.
Преимущественно чтобы, в жидкость были добавлены очищающие средства.
Преимущественно чтобы, в жидкость были добавлены вещества, повышающие ее плотность.
На фиг. 1 - показан общий вид на линию.
На фиг. 2 - представлен вид сверху на фиг. 1.
На фиг. 3 - показан разрез по А-А на фиг. 2.
Предложенное техническое решение задачи состоит из последовательно расположенных, загрузочного конвейера 1, дозатора 2 и сортировочного 3 конвейера (фиг. 1 и фиг. 2). Сортировочный конвейер 3 состоит из приемного 4 и сепараторного 5 узлов, при этом приемный узел 4 размещен в резервуаре 6 заполненным жидкостью 7, а над ним установлен электромагнит 8. В зоне между приемным узлом 4 сортировочного конвейера 3 и электромагнитом 8 на резервуаре 6 закреплено устройство детектирования 9 (фиг. 2 и фиг. 3). На сепараторном узле 5 сортировочного конвейера 3, установлено устройство распознавания 10, сбрасыватель 11 и бункер 12.
Для повышения эффективности воздействия электромагнита 8 резервуар 6 изготовлен из немагнитного материала, например, нержавеющей стали, пластика, полимера или композита. Резервуар 6 снабжен очистной установкой 13 или же в нем может быть использована техническая вода производственного цикла. В используемую в резервуаре 6 жидкость 7 могут быть добавлены компоненты, очищающие металлолом от коррозии и грязи.
Предложенное техническое решение задачи работает следующим образом.
Металлолом с помощью манипулятора оснащенного электромагнитом (не показано) подается на загрузочный конвейер 1 и по которому он продвигаясь попадает в дозатор 2 (фиг. 1 и фиг. 2). Дозатор 2 размещен над резервуаром 6 заполненным жидкостью 7, например, водой, в которую погружается металлолом. Последний, проходя слой жидкости 7 демпфируется и попадает на приемный узел 4 сортировочного конвейера 3. Сортировочный конвейер 3 выполнен в виде скрепленных между собой нежесткой механической связью отдельных прямоугольных секций 14. Устройство детектирования 9 (фиг. 3) представляющее собой видео камеру производит регистрацию и выявление объектов 15 в двигающемся в зоне приемного узла 4 сортировочного конвейера 3 металлолома.
Первично, устройством детектирования 9, выявление объектов 15 осуществляется по заданным в программном обеспечении типоразмерам. Типоразмеры определены и являются базой данных по совокупности признаков которые характерны для небольших газобаллонов, огнетушителей, пневмоподвески автомобилей и прочее.
Вторым фактором, по которому устройство детектирования 9 проводит выявление объектов 15 в предложенном техническом решении задачи, является их вертикальное смещение (всплытие).
Это смещение обусловлено меньшей плотностью объекта 15, выталкивающей силой жидкости 7, а также воздействием электромагнита 8. В данном случае имеет место вертикальное смещение объекта 15. Проходя под электромагнитом 8 основной металл не воспринимает его воздействие, ослабленное расстоянием и толщиной слоя жидкости 7. Объекты 15 заполненные веществами в твердой, жидкой и газообразных фазах и имеющие за счет этого меньшую плотность под воздействием выталкивающая силы жидкости 7 и воздействия электромагнита 8 сдвигаются вверх (всплывают). Это вертикальное смещение (всплытие) объекта 15 и регистрируется устройством детектирования 9.
Возможен вариант, когда влияние выталкивающей силы жидкости 7, и воздействия электромагнита 8 оказывается недостаточным чтобы объект 15 совершил смещение по вертикали.
В этом случае в устройстве детектирования 9 реализуется третий критерий выявления объекта 15 - это его смещение относительно ленты сортировочного конвейера 3. Объясняемое тем, что при движении объекта 15 находящегося на сортировочном конвейере 3 на него действует поток жидкости 7, который приводит к его смещению вдоль ленты сортировочного конвейера 3.
Таким образом, в предложенном техническом решении задачи устройство детектирования 9, производится выявление /твердо/жидко/газо наполненных объектов 15 по следующим критериям:
1. По заданным в программном обеспечении типоразмерам.
2. По вертикальному смещению (критерий всплытия) объекта 15 относительно сортировочного конвейера 3.
3. По смещению объекта 15 относительно ленты сортировочного конвейера 3 от воздействия потока жидкости 7.
Выявив объект 15, по этим трем критериям или по первым двум устройство детектирования 9, передает информацию в блок управления 16. Зарегистрированный же объект 15 вместе с металлоломом проходит зону электромагнита 8 и двигается по сортировочному конвейеру 3 до зоны сепараторного узла 5 где он регистрируется устройством распознавания 10, получившим команду с блока управления 16.
Устройством распознавания 10, обнаружив на сепараторном узле 5 сортировочного конвейера 3 зарегистрированный объект 15 информирует об этом блок управления 16, а последний дает команду сбрасывателю 11, на удаление объекта 15, с ленты сортировочного конвейера 3 в бункер 12.
Учитывая, что поступающий на переработку металлолом находится как правило в загрязненном состоянии, то в предложенном техническом решении задачи возможно его очищение. С этой целью в жидкость 7 резервуара 6 добавляются очищающие средства.
Для повышения эффективности отбраковки объектов 15 в жидкость 7 резервуара 6 могут быть добавлены вещества, повышающие его плотность. Так как, чем выше плотность жидкости 7, тем эффективней реакция всплытия объекта 15.
При работе линии на поверхности электромагнита 8 происходит нарастание мелких деталей, типа, гвоздей, само резов, гаек, мелких винтов и болтов и прочего. Для их удаления в программном обеспечении блока управления 16 предусмотрено периодическое кратковременное отключение питания электромагнита 8.
Вариант 2
Технический результат достигается тем, что в линии по отбраковке из металлолома /твердо/жидко/газо наполненных объектов, включающей последовательно расположенные загрузочный конвейер, дозатор, сортировочный конвейер состоящий из приемного и сепараторного узлов, бункер, сбрасыватель, источник электромагнитного излучения и детекторную линейку. Сортировочный конвейер снабжен резервуаром заполненным жидкостью в котором размещен его приемный узел с установленным над ним электромагнитом, при этом приемный узел снабжен взвешивающим устройством информативно связанным с блоком управления, а источник электромагнитного излучения и детекторная линейка размещены с противоположных сторон резервуара в зоне прохождения металлолома под электромагнитом, при этом детекторная линейка информативно связана с устройством распознавания и сбрасывателем через блок управления.
Преимущественно чтобы, резервуар был выполнен из нержавеющей стали, пластика, полимера или композитного материала.
Преимущественно чтобы, резервуар был снабжен очистной установкой.
Преимущественно чтобы, в жидкость были добавлены очищающие средства.
Преимущественно чтобы, в жидкость были добавлены вещества, повышающие ее плотность.
На фиг. 4 - показан общий вид на линию по варианту 2.
На фиг. 5 - представлен вид Б, на фиг. 4.
На фиг. 6 - показан разрез по В-В, на фиг. 5.
Предложенное техническое решение задачи состоит из последовательно расположенных, загрузочного конвейера 1, дозатора 2 и сортировочного 3 конвейера (фиг. 4 и фиг. 5). Сортировочный конвейер 3 состоит из приемного 4 и сепараторного 5 узлов и снабжен резервуаром 6 заполненным жидкостью 7 в котором размещен его приемный узел 4 с установленным над ним электромагнитом 8. Приемный узел 4 сортировочного конвейера 3 снабжен взвешивающим устройством 17, которое информативно связано с блоком управления 16. Источник электромагнитного излучения 18 и детекторная линейка 19 установлены с взаимно противоположных сторон резервуара 6, в зоне прохождения металлолома под электромагнитом 8 (фиг. 6). Детекторная линейка 19 информативно связана с устройством распознавания 10 и сбрасывателем 11 через блок управления 16.
Для повышения эффективности воздействия электромагнита 8 резервуар 6 изготовлен из немагнитного материала, например, нержавеющей стали, пластика, полимера или композита. Резервуар 6 снабжен очистной установкой 13 или же в нем может быть использована техническая вода производственного цикла. В используемую в резервуаре 6 жидкость 7 могут быть добавлены компоненты, очищающие металлолом от коррозии и грязи.
Предложенное техническое решение задачи работает следующим образом.
Металлолом с помощью манипулятора оснащенного электромагнитом (не показано) подается на загрузочный конвейер 1 по которому он продвигаясь попадает в дозатор 2 (фиг. 4 и фиг. 5). Дозатор 2 размещен над резервуаром 6 заполненным жидкостью 7, например, водой, в которую погружается металлолом. Последний, проходя слой жидкости 7 демпфируется и попадает на приемный узел 4 сортировочного конвейера 3. Сортировочный конвейер 3 выполнен в виде скрепленных между собой нежесткой механической связью отдельных прямоугольных секций 14. Продвигаясь на сортировочном конвейере 3 металлолом оказывается под электромагнитом 8 и над взвешивающим устройством 17 (фиг. 6).
Выявление объектов 15 осуществляется источником электромагнитного излучения 18, который сканирует вертикальным веерным пучком рентгеновского излучения, двигающийся в зоне приемного узла 4 сортировочного конвейера 3 металлолом.
Первично, выявление объектов 15 осуществляется по заданным в программном обеспечении типоразмерам. Типоразмеры определены и являются базой данных по совокупности признаков которые характерны для небольших газобаллонов, огнетушителей, пневмоподвески автомобилей, грузового транспорта и прочее.
Вторым фактором, по которому ведется выявление объектов 15, является разность данных по экспресс взвешиванию металлолома полученные с детекторной линейкой 19 и взвешивающего устройства 17.
Так при прохождении металлолома в зоне воздействия источника излучения 18, детекторной линейкой 19 регистрируются данные по его плотности и удельному весу. Эти данные, в блоке управления 16 преобразуются в вес проходящего металла и сравниваются с данными полученными блоком управления 16 от взвешивающего устройства 17. А так как взвешивающее устройство 17 не может регистрировать вес всплывшего объекта 15, то образуемая разница в весе полученная блоком управления 16 позволяет констатировать наличие объекта 15.
Третьим фактором, по которому ведется выявление объекта 15 в предложенном техническом решении задачи, является его вертикальное смещение (всплытие).
Это смещение обусловлено меньшей плотностью объекта 15, выталкивающей силой жидкости 7, а также воздействием электромагнита 8. В данном случае имеет место вертикальное смещение объекта 15. Проходя под электромагнитом 8 основной металл не воспринимает его воздействие, ослабленное расстоянием и толщиной слоя жидкости 7. Объекты 15 заполненные веществами в твердой, жидкой и газообразных фазах имеющие за счет этого меньшую плотность под воздействием выталкивающая силы жидкости 7 и воздействия электромагнита 8 смещаются вверх (всплывают). Это вертикальное смещение (всплытие) объекта 15 регистрируется детекторной линейкой 19.
Возможен вариант, когда влияние выталкивающей силы жидкости 7, и воздействия электромагнита 8 оказывается недостаточным чтобы объект 15 совершил смещение по вертикали. В этом случае вступает в силу четвертый фактор выявления объекта 15 - это его смещение относительно ленты сортировочного конвейера 3. Объясняемое тем, что при движении объекта 15 находящегося на сортировочном конвейере 3 на него действует поток жидкости 7, который приводит к его смещению вдоль ленты сортировочного конвейера 3.
Таким образом в предложенном техническом решении задачи осуществляется выявление объектов 15 по четырем факторам:
1. По заданным в программном обеспечении типоразмерам.
2. По разности данных экспресс взвешивания металлолома полученные с детекторной линейки 19 и взвешивающего устройства 17.
4. По вертикальному смещению (фактор всплытия) объекта 15 относительно сортировочного конвейера 3.
5. По смещение объекта 15 относительно ленты сортировочного конвейера 3 от воздействия потока жидкости 7.
Данный вариант в сравнении с первым более эффективен за счет наличия дополнительного фактора выявления объекта 15 определяемый разностью данных по экспресс взвешиванию металлолома полученные с детекторной линейки 19 и взвешивающего устройства 17.
Кроме того, экспресс взвешивание металлолома позволяет точно определять поступающий в плавильную печь объем металла.
Учитывая, что поступающий на переработку металлолом находится как правило в загрязненном состоянии, то в предложенном техническом решении задачи возможно его очищение. С этой целью в жидкость 7 резервуара 6 добавляются очищающие средства.
Для повышения эффективности отбраковки объектов 15 в жидкость 7 резервуара 6 могут быть добавлены вещества, повышающие его плотность. Так как, чем выше плотность жидкости 7, тем эффективней реакция всплытия объекта 15.
При работе линии на поверхности электромагнита 8 происходит нарастание мелких деталей, типа, гвоздей, само резов, гаек, мелких винтов и болтов и прочего. Для их удаления в программном обеспечении блока управления 16 предусмотрено периодическое кратковременное отключение питания электромагнита 8.
Предложенное техническое решение задачи позволяет:
- увеличить эффективность выявления объектов из металлолома, поставляемого на переплавку;
- обеспечить автоматизацию процесса выявления объектов из металлолома;
- обеспечить экспресс взвешивание загружаемого в металлоперерабатывающую печь металлолома.