BRPI0710117A2 - método e aparelho para classificação de peças finas de metais não ferrosos e partes de cabos isolados - Google Patents

Abstract

<B>MéTODO E APARELHO PARA CLASSIFICAçAO DE PEçAS FINAS DE METAIS NAO FERROSOS E PARTES DE CABOS ISOLADOS<D>A invenção trata de um sistema para classificar cabos de cobre isolados e metais não ferrosos finos de um lote misturado de cabos isolados e metais não ferrosos finos que inclui um arranjo de detectores indutivos de proximidade, um computador para processamento e um mecanismo de classificação. Os detectores indutivos de proximidade identificam a localização dos metais não ferrosos e dos cabos de cobre isolados finos, O computador para processamento instrui o mecanismo de classificação a dispor os metais não ferrosos e os cabos de cobre isolados finos em um recipiente separado daquele das peças metálicas.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA CLASSIFICAÇÃO DE PEÇAS FINAS DEMETAIS NÃO FERROSOS E PARTES DE CABOS ISOLADOS

ANTECEDENTES

Os metais recicláveis são responsáveis por uma partesignificativa dos resíduos sólidos gerados.

É bastante desejável evitar o descarte de metais em umaterro sanitário reciclando-se os objetos metálicos. A fimde reciclar os metais do volume de resíduos misturado, aspeças metálicas precisam ser identificadas e em seguidaseparadas das peças não metálicas. Historicamente, não temsido possível recuperar peças finas de aço inoxidável,radiadores de alumínio/cobre, placas de circuito, metaispreciosos ε semipreciosos de baixa condutividade, chumbo,cabos isolantes e outros fragmentos não condutores. Faz-senecessário um sistema que possa separar peças finas de açoinoxidável, radiadores de alumínio/cobre. placas decircuito de prata, chumbo, cabo isolado e outros fragmentosnão condutores originários de materiais não metálicos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção é um sistema e dispositivo declassificação de materiais metálicos de dimensões menoresque 40 mm a partir de peças sortidas de material dedimensões semelhantes. Os metais separados através dosistema podem incluir: aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabosisolantes e outros metais não condutores. 0 sistemainventivo emprego arranjos de sensores indutivos deproximidade para detectar os materiais alvo em uma correiatransportadora em movimento. Os arranjos do sensor estãoacoplados a um computador que rastreia o movimento dosmateriais alvo e instrui a unidade de separação paraseparar os materiais alvo na medida em que atingem aextremidade da correia transportadora.

Em uma modalidade, as peças finas de aço inoxidável,radiadores de alumínio/cobre, placas de circuito, metaispreciosos e semipreciosos de baixa condutivida.de, chumbo,cabos isolados e outros fragmentos não condutivos sãocolocados em uma correia transportadora delgada quetransporta as peças ao longo do arranjo de sensoresindutivos de proximidade. Os sensores indutivos deproximidade podem ser dispostos em um ou mais arranjostransversalmente à. Iaxgura da correia transportadora e dotrajeto dos materiais. Os sensores nos arranjos estãopouco afastados, porém estão separados o suficiente paraevitar a "diafonia" que causa interferência de detecçãoentre sensores adjacentes. Os sensores podem ser separadostransversalmente à largura e também estarem deslocados aolongo comprimento. Essa disposição permite que ao menos umdos sensores detecte as peças alvo que estão posicionadasem qualquer ponto transversal à largura da correiatransportadora. Além da posição relativa, também é possívelevitar a diafonia usando sensores que operam em freqüênciasdiferentes, e situando os diferentes sensores adjacentesentre si, possivelmente em padrão alternado. Com maissensores colocados transversalmente à largura, o sistemapode determinar com precisão os locais das peças alvo.

Cada arranjo de sensor pode ser configurado paradetectar um tipo específico de material metálico. Osdiferentes materiais metálicos possuem diferentes "fatoresde correção". Este fato permite que alguns materiais sejamdetectados com mais facilidade pelos sensores indutivos deproximidade do que outros materiais. Cada um dos arranjosde sensores se estende na largura do trajeto de movimentodo material, e é projetado para detectar o tipo específicodo material. Cada arranjo pode usar sensores dotados demúltiplas freqüências ou fileiras deslocadas separadas paraevitar diafonia. Também é possível que os sensores dearranjos múltiplos estejam misturados em uma região dosistema de transporte do material. Os sensores indutivos deproximidade estão posicionados de modo a facearem asuperfície superior da correia transportadora. Os sensorespossuem uma distância de penetração, que é a distânciamáxima que o sensor pode detectar um tipo específico dematerial. A distância de penetração pode oscilar desdemenos de 22 milímetros (mm) até mais de 4 0 mm. Osdiferentes materiais possuem diferentes distâncias dedetecção, e que são representadas por um "fator decorreção". Os fatores de correção podem oscilar desde 0 a1,0+. A faixa de detecção do sensor é multiplicada pelofator de correção para determinar a faixa de detecção domaterial.

Quando as peças alvo se movem exatamente acima doarranjo de sensores, ao menos um dos sensores produzirá umsinal elétrico. Entretanto, em algumas modalidades, podeser desejável não detectar certos materiais alvo. Istopode ser alcançado controlando-se a profundidade dossensores abaixo da correia transportadora. Quando ossensores são colocados perto da correia transportadora,todos os sensores detectarão a totalidade dos materiaisalvo. Entretanto, quando os sensores são colocados em dadadistância abaixo da superfície, os sensores podem detectarmateriais com elevado fator de correção, mas não conseguemdetectar materiais que possuem um baixo fator de correção.O sistema pode ser configurado com arranjos múltiplos desensores que detectam, identificam e distinguem de formaseletiva os diferentes tipos de materiais. Por exemplo, umprimeiro arranjo de sensores pode ser colocado perto dasuperfície superior e uma segundo arranjo pode estarrebaixada abaixo da superfície. O primeiro arranjo detectatodos os materiais alvo, e o segundo arranjo detecta apenasos materiais alvo dotados de fatores de correção elevados.O sistema pode então usar esta informação não apenas paraseparar os materiais alvo, mas também para separar osmateriais com fator de correção elevado dos materiais comfator de correção baixo.

Um computador ou outro processador é acoplado aoarranjo do sensor. O processador determina qual sensor noarranjo detecta a peça alvo, e em seguida correlaciona aposição dos materiais alvo transversais à largura dacorreia transportadora. O sistema também reconhece avelocidade da correia transportadora e a distância entre ossensores e a extremidade da correia transportadora. Omomento em que uma peça alvo alcança a extremidade dacorreia transportadora é determinado dividindo-se adistância pela velocidade, e a posição da peça alvotransversal à largura é determinada pela detecção do sensorespecífico no arranjo. O sistema irã, então, predizerquando e onde a peça atingirá a extremidade da correiatransportadora.O computador usa uma informação sobre a localização domaterial alvo para controlar um sistema de classificação.O computador instrui a unidade classificadora no sentido deremover a peça de forma seletiva na posição da larguradetectada no tempo previsto. Em uma modalidade, o sistemade classificação inclui um arranjo de jatos de ar montadana extremidade da correia transportadora. Quando as peçasfinas de aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre,placas de circuito, metais preciosos e semipreciosos debaixa condutividade, chumbo, cabos isolados e outrosfragmentos não condutores são detectados, o computadorsincroniza a atuação do jato de ar como momento em que apeça metá-lica alcança a extremidade da correiatransportadora. Mais especificamente, um ou mais jatos dear correspondentes à posição da peça alvo são atuados paradesviar a peça alvo na medida, em que sai da correiatransportadora. As peças alvo são desviadas para umcompartimento de recuperação separado. Os jatos de ar nãosão atuados quando peças não metálicas alcançam aextremidade da correia transportadora e caem em umcompartimento contendo peças não metálicas. As peçasmetálicas não ferrosas não condutoras e as peças de cabosisolados finas e classificadas podem então ser recicladasou reclassifiçadas para separar os diferentes tipos de25 metais.

Conforme a discussão acima, é possível detectar deforma seletiva os diferentes tipos de materiais alvo combase nos respectivos fatores de correção. Neste tipo desistema, a intensidade dos jatos de ar pode ser controlada.Visto que os materiais não metálicos podem cair em umcompartimento de fragmento sem a atuação do jato de ar, osistema pode aplicar diferentes intensidades de jato de ardependendo do tipo de material detectado. Por exemplo, umapeça com baixo fator de correção pode obter um jato de arde baixa intensidade e ser desviado para um primeirocompartimento classificador, enquanto uma peça com fator decorreção elevado pode obter um jato de ar de maiorintensidade e ser desviado para um segundo compartimentoclassificador. Nas modalidades alternativas, múltiplosmecanismos de classificação de correia transportadora podemser usados para realizar diversas classificações com basenos materiais com diferentes fatores de correção.

0 primeiro sistema de classificação pode separarmetais alvo de não metais. Os metais alvo podem então sercolocados em uma segunda correia transportadora etranspostos acima do segundo arranjo de sensores quedetectam de forma seletiva os materiais com elevado fatorde correção. 0 sistema, então, separaria os materiais comelevado fator de correção a partir de materiais com baixofator de correção. Se assim desejado, uma classificaçãocomplementar pode ser executada. Esta classificação maisexata é útil na segregação: aço, alumínio, cobre e latão, oque torna a reciclagem mais eficiente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma modalidade de classe única da

presente invenção;

A Figura 2 é uma modalidade de classe única dapresente invenção;

A Figura 3 é uma modalidade de múltiplas classes dapresente invenção; a Figura 4 é uma correia múltipla e umamodalidade de múltiplas classes da presente invenção;

A Figura 5 é uma vista de topo de um arranjo de sensordeslocada;

A Figura 5 é uma vista de topo de um arranjo de sensorde freqüência mista; e

A Figura 7 é uma vista de topo de um arranjo de sensordeslocada com quatro fileiras;

DESCRIÇÃO DETALHADA

Muito embora a presente invenção seja basicamentedirigida a um sistema de classificação que emprega sensoresindutivos de proximidade para identificar e separar peçasmetálicas alvo, existem outros componentes do sistema quesão úteis na otimização da execução do sistema. Osmateriais misturados usados pelo sistema inventivo são, emcondições ideais, peças pequenas ou finas. Estas podemderivar de diversas fontes. Em uma modalidade, os materiaismesclados são emitidos a partir de um picotador eclassificados por tamanho com um tambor ou outro tipo dedispositivo de categorização que separa peças pequenas depeças grandes. Na modalidade preferencial, as peçasmenores que 40 mm (milímetros) são separadas da peçasmaiores que 40 mm. Essas peças finas são adicionalmenteprocessadas para separar materiais ferrosos e os nãoferrosos condutivos. As peças finas misturadas podem serpassadas sobre um separador magnético para remover osmateriais ferrosos magnéticos. Os materiais não ferrosossão então passados sobre um separador de corrente parasitapara remover os materiais não ferrosos condutivos. Outrossensores metálicos podem ser usados para remover os demaismetais não condutivos que podem ter sido desprezados pelodispositivo de corrente parasita.

Diversos outros processos podem ser realizados paraseparar ou preparar os materiais restantes misturados paraque sejam processados pelo sistema inventivo. Por exemplo, um dispositivo classificador de densidade pode ser usadopara separar materiais de baixa densidade, como plásticos,borracha e produtos da madeira, dos metais e vidros dedensidade elevada. Um exemplo de um sistema de

classificação por densidade é um sistema de flutuação em meio, as peças a serem classificadas são imersas em umfluido com uma densidade específica, como a água. Oplástico e a borracha podem ter uma densidade baixa eflutuar até a superfície do fluido,- enquanto os componentesde vidro e metálicos mais pesados com densidade mais elevada afundarão.

Após a remoção dos materiais condutivos não ferrosos,os materiais metálicos de partículas finas remanescentes,não condutores e não ferrosos, são passados através de umarranjo de sensores que pode separar os metais não ferrosose os cabos de cobre isolados dos materiais remanescentes.Os sensores estão habilitados a detectar metais nãoferrosos que incluem: aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo e demais materiais não condutores. Na modalidade preferencial, estaspeças alvo se situam entre cerca de 1 mm e 40 mm detamanho. O sistema inventivo constitui um aperfeiçoamentosignificativo em relação à técnica anterior, a qualapresenta dificuldades até mesmo na detecção de peças metálicas não ferrosas que possuem tamanho inferior a 40mm. Outros sistemas de reciclagem detectam e separam aspeças metálicas da peças de material misturado. Conformediscutido no Pedido de Patente US N0 11/255.850 que é aquiincorporado por meio de citação, as peças metálicas sãodetectadas com detectores indutivos de proximidade. Odetector de proximidade compreende um circuito oscilatóriocomposto de uma capacitância C em paralelo a uma indutânciaL que forma uma bobina detectora. Um circuito oscilatórioé acoplado através de uma resistência Rc a um oscilador queemite um sinal oscilatório SI, sendo que sua amplitude efreqüência permanecem constantes quando um objeto metálicoé colocado próximo ao detector. Por outro lado, aindutância L é variável quando um objeto metálico écolocado próximo ao detector, de tal modo que o circuitooscilatório forçado pelo oscilador produz um sinaloscilatório variável S2. Também pode incluir um circuitooscilatório LC insensível à aproximação de um objetometálico, ou de modo mais geral, um circuito cominsensibilidade semelhante e que atua como uma referênciade fase.

0 oscilador é alimentado por uma voltagem V+ gerada apartir de uma fonte de voltagem externa até o detector, eexcita o circuito oscilatório com uma oscilação defreqüência f significativamente inferior à freqüênciacrítica fc do circuito oscilatório. Esta freqüênciacrítica é definida como sendo a freqüência em que aindutância do circuito oscilatório permanece praticamenteconstante, quando um objeto ferroso é colocado próximo aodetector. Sendo a oscilação do circuito oscilatórioforçada pela oscilação do oscilador, o resultado é que, aaproximação de um objeto metálico modifica a fase S2 emrelação à S1. Uma vez que a freqüência f é bastanteinferior à freqüência fc, a indutância L aumenta com aaproximação de um objeto ferroso e diminui com aaproximação de um objeto não ferroso. Os sensoresindutivos de proximidade são descritos com maior detalhe naPatente US N° 6.191.580, que é aqui incorporada por meio decitação.

Os diferentes tipos de detectores indutivos deproximidade estão disponíveis, e esses possuemcaracterísticas funcionais específicas. Por exemplo, ossensores de proximidade não blindados de freqüênciaindutiva elevada (-500 Hz a 2,000 Hz) podem detectar metaisnão ferrosos e peças de fio de cobre isoladas. Em umamodalidade, os sensores indutivos de proximidade empregadosna detecção de fragmentos finos de aço inoxidável,radiadores de alumínio/cobre, placas de circuito, metaispreciosos e semipreciosos de baixa condutividade, chumbo,cabos isolados e outros fragmentos não condutores operam emuma freqüência de cerca de 500 Hz e penetram até 22 mm parauma resolução de detecção aumentada. A freqüênciaoperacional corresponde ao tempo de detecção e a velocidadeoperacional da detecção do metal. A freqüência operacionalmais rápida de 500 Hz permite ao sensor detectar objetosmetálicos com mais agilidade do que um sensor analógicocomum. Pelo fato de a operação dos sensores de freqüênciaelevada ocorrer de forma bastante rápida, esses podem gerarmaior quantidade de ruído, resultando em erros de saída e,possivelmente, o insucesso do sistema de classificação.Existe a possibilidade do uso de filtros para a remoção doruído, porém os filtros agregam componentes adicionais edegradam a rápida operação dos sensores de freqüênciaelevada. De modo inverso, os sensores analógicos podemcoletar dados na faixa rápida de 0.5 milissegundos, porém asaída dos dados é intrinsecamente filtrado, o que normalizao sinal de detecção e pode fornecer um rendimento maisconfiável.

Outra diferença entre os sensores é a distância depenetração. Os sensores analógicos podem ter uma distânciade penetração de 40 mm, enquanto o sensor freqüênciaelevada pode ter uma distância de penetração de 22 mm. Adistância de penetração é a distância que o sensor podedetectar materiais alvo com um fator de correção igual a1,0. Outras diferenças entre os detectores analógicosindutivos de proximidade e os tradicionais detectoresindutivos de freqüência elevada estão especificadas na

Tabela 1 adiante.

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TABELA 1

Em uma modalidade, os sensores indutivos deproximidade de freqüência elevada funcionam a base debobina e são capazes de detectar com precisão metais nãoferrosos, tais como alumínio, latão, zinco, magnésio,titânio e cobre. Muito embora os detectores indutivos deproximidade sejam capazes de detectar diversos tipos demetais, esta habilidade pode variar dependendo do sensor edo tipo de metal que é detectado.

A diferença de sensibilidade nos tipos específicos demetais pode ser descrita de várias formas. Um exemplo davariação na sensibilidade, que usa como referência o tipode metal que é detectado, é o fator de correção. Ossensores indutivos de proximidade podem possuir "fatores decorreção" que quantificam a distância de penetraçãorelativa para diversos metais. Sabendo-se que a base dadistância de penetração é de 22 mm, e o fator de correçãodo metal que está sendo detectado, é possível determinar adistância de penetração para qualquer metal que édetectado. Os fatores de correção típicos para metais nãoferrosos finos estão relacionados na Tabela 2.

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TABELA 2

Conforme discutido acima, o sensor indutivo deproximidade de freqüência elevada possui uma taxa depenetração de 22 mm e, assim como ficou demonstrado naTabela 2, o fator de correção do alumínio é 0,50.Portanto, a taxa de penetração para o alumínio seria ofator de correção 0,50 multiplicado pela taxa de penetraçãode 22 mm. Assim, a profundidade de penetração do alumíniopara o detector é de 11 mm.

A fim de detectar com precisão as peças de fragmentosfinos de aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre,placas de circuito, metais preciosos e semipreciosos debaixa condutividade, chumbo, cabos isolados e outras partesde fragmentos não condutores misturados a objetos nãometálicos finos, os detectores precisam ser colocados demaneira bastante próxima aos materiais alvo. As partesmisturadas são preferencialmente distribuídas em umacorreia transportadora de forma espaçada, de modo que aspeças finas não se empilhem umas sobre as outras, e quepermaneça algum espaço entre as peças. O lote de materiaismisturados é em seguida movido acima do arranjo(s) dedetectores que se estende na largura da correiatransportadora. Pelo fato de a faixa de detecção dosdetectores de metal ser estreita, os sensores indutivos deproximidade precisam estar posicionados de maneira próximaentre si, de modo que todas as peças metálicas queatravessam o arranjo sensores sejam detectadas. As peçasfinas não seriam capazes de passar entre os sensores demodo a serem detectadas. Com referência à Figura 1, umavista lateral de uma modalidade do sistema de classificaçãoinventivo é mostrada. A fim de detectar com precisão e deforma rápida todos os metais não ferrosos e o cabo de cobreisolado, as peças de material finas misturadas 103, 105devem ser passadas de forma bastante próxima a, pelo menos,os primeiros sensores de freqüência 207 ou os segundossensores de freqüência. A correia transportadora 221 podeser fina e não contém qualquer material carbônico, de modoque os sensores 207, 209 são montados nos orifíciosperfurados na bancada 23 7 em uma placa sensora 23 5 sob acorreia transportadora 221. A correia transportadora 221desliza acima da placa sensora 235 da superfície lisa eplana superior. Os orifícios perfurados na bancada 237permitem que os sensores 2 07, 2 09 sejam montados abaixo dacorreia transportadora 221, de modo que não existe contatofísico. Na modalidade preferencial, a correia transportadora 221 é feita de uma camada fina de uretano oucloreto de polivinil/uretano, que fornece uma superfíciesão deslizante para as peças misturadas do material, epossuem cerca de 0,9 mm a 2,5 mm de espessura, dependendoda penetração desejada 103, 105. A correia, preferencialmente, se move na velocidade de cerca de 0,9metros por segundo (m/s) a 4 m/s, dependendo da resoluçãodesejada. Uma velocidade mais rápida exige uma detecçãomais exata do que a correia transportadora de movimentaçãomais lenta. A placa sensora 235 é preferencialmente feitade um polímero resistente ao desgaste com um fator deabrasão elevado e um fator de coeficiente baixo, como opolitetrafluoroetileno (Teflon) ou policarbonato como Lexane possui cerca de 0,5 mm a 1,2 mm de espessura, dependendoda penetração desejada. Em função da pequena dimensão dos materiais que serãoclassificados, os metais não ferrosos e o cabo de cobreisolado 105 tendem a assentar de forma achatada na correiatransportadora 221, e passarão próximo aos arranjossensores indutivos de proximidade 2 07, 2 09 montados sob e através da largura da correia transportadora 221. Devido àpequena dimensão das peças de fragmentos finos de açoinoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e de outras peças defragmentos não condutores 105, uma grande porcentagem deárea disponível repousará na correia 221. Nas modalidadespreferenciais, os arranjos complementares de sensoresindutivos de proximidade são colocados acima da correiatransportadora 221, voltados para baixo sobre os materiaisfinos misturados 103, 105. Estes sensores superiores 207,209 podem ser dispostos da mesma forma que os sensores 207,209 sob a correia. Todos os sinais provenientes dosdetectores 207, 209 são transmitidos a um computador deprocessamento 225.

As posições detectadas dos fragmentos finos de açoinoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e de outrosfragmentos não condutores 105, são transmitidos a umcomputador 225. Tendo conhecimento das posições dosfragmentos finos de aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabosisolados e de outros fragmentos não condutores 105 nacorreia, e da velocidade da correia transportadora 221, ocomputador 211 pode predizer a posição dos fragmentos finosde aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e de outrosfragmentos não condutores 105 a qualquer momento após adetecção. Por exemplo, o computador 225 pode predizerquando e onde os fragmentos finos de aço inoxidável,radiadores de aluminio/cobre, placas de circuito, metaispreciosos e semipreciosos de baixa condutividade, chumbo,cabos isolados e outros fragmentos não condutores 105descerão da extremidade da correia transportadora 221. Comesta informações, o computador 225 pode então instruir omecanismo de classificação a separar os fragmentos finos deaço inoxidável, radiadores de aluminio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e outros fragmentosnão condutores 105 na medida em que descem da correiatransportadora 221. Diversos mecanismos de classificaçãopodem ser usados. Novamente citando a Figura 1, um arranjode jatos de ar 217 é montado na extremidade da correiatransportadora 221. 0 arranjo de jatos de ar 217 é montadosob a extremidade da correia transportadora 221 e possuimúltiplos jatos de ar montados transversalmente à largurada correia transportadora. O computador 225 rastreia aposição das peças de fragmentos finos de aço inoxidável,radiadores de alumínio/cobre, placas de circuito, metaispreciosos e semipreciosos de baixa condutividade, chumbo,cabos isolados e de outros fragmentos não condutores 105, etransmitem um sinal de controle para atuar o jato de arindividual no arranjo 217 correspondente ã posição dosfragmentos finos de aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabosisolados e de outros fragmentos não condutores 105 namedida em que descem da extremidade da correiatransportadora 221. 0 jatos de ar 217 desviam os fragmentosfinos de aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre,placas de circuito, metais preciosos e semipreciosos debaixa condutividade, chumbo, cabos isolados e de outrosfragmentos não condutores 105, e fazem com que desçam paraum compartimento de coleta de metal 229. Os jatos de ar 217não são atuados quando peças não metálicas 103 chegam àextremidade da correia transportadora 221 e descem daextremidade da correia transportadora 221 para umcompartimento de coleta não metálica 227.

Também é possível obter um mecanismo de classificaçãosemelhante com um arranjo de jatos montados acima dacorreia transportadora. Ccm referência à Figura 2, umsistema de classificação alternativo inclui um arranjo dejatos 551 montados acima da correia transportadora 221. Aoperação deste sistema de classificação é similar aosistema descrito para a Figura 4. A diferença entre estamodalidade alternativa é que, enquanto as peças metálicas105 descem da extremidade da correia transportadora 221, ocomputador 211 atua o arranjo de jatos 551 para emitirjatos de ar 5 53 que formarão ângulos no sentido descendentepara desviar as peças metálicas alvo 105. Comoconseqüência, as peças metálicas 105 são desviadas para umprimeiro compartimento 220 destinado aos fragmentos finosde aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e de outrosfragmentos não condutores, e para um segundo compartimento227 destinado a todos os outros materiais.

Os jatos de ar atuais possuem característicasoperacionais que podem causar a ineficiência do sistema declassificação. Especificamente, devido ao fato de as peçasatravessarem a correia transportadora em velocidadeelevada, a atuação dos jatos de ar deve ser controlada deforma precisa. Muito embora o computador possa atuar aválvula de ar, ocorre um atraso em decorrência do tempo dereação da válvula. Uma válvula de ar típica é conectada aum ar de 1,03 MPa e possui um Cv de 1,5. Na medida em que odesempenho é constantemente aprimorado, as característicasatuais são de 6,5 milissegundos para abrir a válvula de are de 7,5 milissegundos para fechar a válvula de ar. Ocomputador pode compensar este atraso do tempo de reaçãocalculando o momento em que os fragmentos finos de açoinoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e de outrosfragmentos não condutores atingirão a extremidade dacorreia transportadora, e transmitindo sinais de controleque serão responsáveis pelo atraso no tempo de reação daválvula de ar. O ajuste pode ser efetuado através desoftware de computador. Por exemplo, o sinal para abrir aválvula de ar é transmitido 6,5 milissegundos antes de apeça atingir a extremidade da correia transportadora, e osinal para fechar a válvula, 7,5 milissegundos antes de sernecessário interromper o jato de ar. Com esta técnica, aclassificação das peças será mais precisa. As válvulas dear futuras terão um tempo de reação à abertura de 3,5milissegundos, e um tempo de reação ao fechamento de 4,5milissegundos. Enquanto o tempo de reação das válvulas dear é adicionalmente aprimorado, esta compensação no tempodo sinal pode ser ajustada de modo correspondente a fim depreservar a precisão da temporização.

Muito embora o sistema de classificação de metalinventivo tenha sido descrito com um arranjo de jatos de armontados acima ou sob a correia transportadora, considera-se que diversos outros mecanismos de classificação podemser usados. Por exemplo, um arranjo de mangueiras de vácuopode ser posicionado transversalmente à correiatransportadora, e o computador pode atuar um tubo de vácuoespecífico, enquanto as peças metálicas passam abaixo damangueira correspondente. Como alternativa, um arranjo depequenos compartimentos pode ser colocado sob a extremidadeda correia transportadora, e quando uma peça de fragmentode aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados e outros fragmentosnão condutores forem detectados, o compartimento menor podeser colocado na trajeto da queda para capturar o metal e emseguida sofrer uma retração. Nesta modalidade, seriapermitido que todas as peças não metálicas caíssem dentrode um compartimento inferior. Considera-se que qualqueroutro método classificador pode ser usado para separarpeças metálicas e não metálicas. Diversos outrosmecanismos de classificação podem ser usados. Cada arranjosensor é projetado para detectar um tipo específico dematerial. Em função dos diferentes fatores de correção dosdiferentes tipos de metais, é possível distinguir os tiposde materiais usando múltiplos arranjos sensores. Cadasensor possui uma "área de detecção" , que é a área onde osensor pode detectar um material alvo. A área de detecção écircular e emana do sensor em um volume cônico. Assim, aárea de detecção irá se expandir, mantendo um afastamento apartir da superfície de transporte do material, entretanto,em posição inferior a uma distância de detecção, o sensornão detectará os materiais alvo. A fim de cobrir de formaadequada toda a largura da superfície de transporte domaterial, as áreas de detecção dos sensores adjacentes àsfileiras devem ser sobrepostas.

Nos exemplos a seguir, múltiplos arranjos sensores sãousados para separar não apenas peças metálicas e nãometálicas, mas também diferentes tipos de materiaismetálicos alvo. Este procedimento é realizado usandomúltiplos arranjos sensores com diferentes ajustes. Cadaarranjo é um grupo de sensores que são ajustados para asmesmas propriedades de detecção do material. Muito emboraos sensores em cada arranjo possam ser idênticos, também épossível misturar diferentes sensores em um arranjo. Porexemplo, os sensores podem ter diferentes freqüências,características operacionais (analógico / digital),espaçamento equilibrado, et. e ainda integrarem um mesmoarranjo sensor. Também é possível posicionar os sensoresprovenientes de diferentes arranjos dentro de uma regiãosobreposta do sistema inventivo, de modo que uma área desensores pode possuir sensores associados aos múltiplosarranjos sensores. Com referência à Figura 3, em umamodalidade, o sistema possui uma pluralidade de arranjossensores indutivos 305, 307, 309 que operamtransversalmente à largura da correia transportadora 221.Os arranjos sensores 305, 307, 309 também são posicionadosem diferentes profundidades 315, 317, 319, de modo que aomenos um arranjo 305 irá detectar todos os materiais alvo,enquanto um ou mais arranjos complementares 307, 309 irãodetectar apenas alguns materiais com um fator de correçãorelativamente elevado.

Conforme discutido na Tabela 1, a distância depenetração para um sensor digital de freqüência elevada éde cerca de 22 mm, e os fatores de correção para osdiferentes materiais relacionados na Tabela 2 variam de 1,0para o aço a 0,40 para o cobre. Assim, os fatores decorreção induzem os sensores a serem mais sensíveis aalguns materiais. Posicionando os sensores em uma

profundidade abaixo da superfície usada para transportar osmateriais misturados, os sensores podem detectar de formaseletiva os diferentes tipos materiais. Por exemplo, umsensor capaz de detectar aço na profundidade de penetraçãode 22 mm colocado 10 mm sob a superfície de transporte domaterial será capaz de detectar apenas aço, aço inoxidávele níquel crorao. Os sensores não serão capazes de detectarpeças de cobre porque o cobre possui um fator de correçãode 0,4. Quando multiplicada pela. profundidade depenetração de 22 mm, a faixa é reduzida para 8,8 mm. Umavez que o sensor esteja 10 mm abaixo das pecas de cobre,não consegue detectar o cobre. Uma relação dasprofundidades de penetração para diferentes materiais esensores está listada na Tabela 3.

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TABELA 3

A diferença na sensibilidade a diferentes materiaispode ser usada pelo sistema inventivo para classificar osdiferentes tipos de materiais alvo. Em uma modalidade, ossensores digitais de freqüência elevada e analógicos podemser usados para diferentes arranjos sensores 305, 307, 309.No sistema inventivo, com referência à Figura 3, o primeiroarranjo dos sensores digitais de freqüência elevada 305 sãocolocados próximo ao topo da correia transportadora 221,por exemplo, 5 mm abaixo da superfície 315. Já que todosos materiais relacionados na Tabela 2 possuem um fator decorreção de ao menos 0,40, a profundidade de penetração dosensor de freqüência elevada é de ao menos 8,8 mm. Uma vezque o primeiro arranjo sensor 221 esteja colocado 5 mm 315sob a superfície, será capaz de detectar a presença detodos os materiais relacionados. Um segundo arranjo desensores analógicos 307 é colocado 19 mm abaixo dasuperfície. O segundo arranjo 307 possui uma profundidadede penetração de 40 mm e será capaz de detectar peças alvoque possuem uma distância de detecção para sensoresanalógicos de 19 mm ou superior.

Outra forma de determinar a posição dos sensores éatravés do fator de correção. Posicionando os sensoresanalógicos 19 mm abaixo da superfície da correiatransportadora, os sensores irão detectar apenas osmateriais que possuem fator de correção superior a 0,475.Este ponto de transição do valor de correção é calculadopor 19 mm (distância) / 40 mm (penetração) = fator decorreção 0,475. Os materiais que podem ser detectados pelosegundo arranjo incluem: alumínio, níquel-cromo, açoinoxidável e aço. 0 terceiro arranjo 3 09 pode usar sensoresdigitais de freqüência elevada, e podem ser colocados 15 mm319 sob a superfície da correia transportadora. Ossensores de freqüência elevada serão capazes de detectarníquel-cromo, aço inoxidável e aço, todos eles possuindodistâncias de detecção por sensor superior a 15 mm efatores de correção superiores a 0,68. 0 ponto detransição do valor de correção é calculado por 15 mm(distância) / 22 mm (penetração) = fator de correção 0,68.Os arranjos sensores 3 05, 3 07, 3 09 são acoplados a umcomputador 301 que determina o tipo de material e determinaquando os materiais alvo atingirão a extremidade da correiatransportadora. Nesta configuração, as peças alvo podemser detectadas por meio de alguns arranjos sensores 3 05,307, 309, mas não todos os arranjos. 0 sumário da detecçãodo arranjo sensor 305, 307, 309 é resumido na Tabela 4.

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TABELA 4

Visto que o computador 3 01 é acoplado a cada um dosarranjos sensores 305, 307, 309, este fato pode restringiro tipo de material a um pequeno grupo ou identificar o material com base nos arranjos sensores 305, 307, 309 quedetectam o material. O computador 301 pode usar asinformações do arranjo sensor 305, 307, 309 para instruir aunidade classificadora a separar cada grupo de materiaisidentificados em compartimentos de classificação separados 333, 335, 337, 339. Em uma modalidade, os materiais 323 quenão forem detectados por algum dos arranjos sensores 305,307, 309 não são materiais metálicos alvo. Pelo fato deestes materiais 323 não serem detectados, descerão dacorreia transportadora para um primeiro compartimento 333 . As peças de material que são detectadas apenas peloprimeiro arranjo 305 extremidade externa limitam a latão oucobre 325, e podem ser desviadas pelo arranjo do jato de ar303 para um segundo compartimento 335. As peças que sãodetectadas pelo primeiro e pelo segundo arranjos 305, 307só podem ser alumínio 327, que é desviado para um terceirocompartimento 337. As peças que são detectadas por todosos três arranjos sensores 305, 307, 309 são as peças deníquel - cromo, de aço inoxidável ou de aço que são desviadaspara um quarto compartimento 339.

Muito embora possa ser mais eficiente obter um únicosistema de correia transportadora que classifique as peçasem diversos tipos diferentes de materiais, pode ser maisexato usar correias transportadoras múltiplas parasimplificar as exigências da unidade classificadora. Comreferência à Figura 4, um sistema que emprega duas correiastransportadoras 421, 423 é ilustrado. Nesta modalidade, umarranjo de sensores de freqüência elevada 4 07 é usado naprimeira correia transportadora 421 para separar todas aspeças metálicas alvo 325, 327, 329 das peças não alvo 323.As peças não alvo 323 descem para um primeiro compartimento333, enquanto as peças metálicas alvo 325, 327, 329 sãodetectadas e desviadas pelo primeiro sistema declassificação 403 para uma segunda correia transportadora423. A segunda correia transportadora 423 possui um segundoarranjo 409 e um terceiro arranjo 411 sensor. Ambos podemser arranjos de sensores analógicos que estão ajustados nasprofundidades de 17 mm e 38 mm, respectivamente. Ocomputador 4 01 pode instruir a segunda unidadeclassificadora 405 para separar as partes 345, 347, 349 combase nestes pontos de transição. As peças alvo 325, taiscomo o cobre, que possuem uma distância de detecção de 16mm ou inferior, descerão para o segundo compartimento 345.As peças 327 que possuem uma distância de detecção entre 17e 38, latão, cobre, níquel-cromo e aço inoxidável, podemser desviadas para o terceiro compartimento 347. As peçasde aço, que possuem uma distância de detecção superior a 38e são detectadas pelo segundo e pelo terceiro arranjosensores, são desviadas para o quarto compartimento.

Embora tenham sido descritos dois exemplos, diversasoutras configurações são praticáveis. O sistema podeincluir qualquer número de correias transportadoras quepodem ser usadas em qualquer número de arranjos sensores.Por exemplo, já que existem seis tipos de materiais, osistema inventivo pode incluir seis correiastransportadoras, cada uma delas com um arranjo de sensores.Nesta modalidade, o primeiro sensor pode separar osmateriais não alvo, o segundo sensor pode separar o aço, oterceiro sensor pode separar o aço inoxidável, etc. No casode haver apenas um único sensor por correia transportadora,a operação da unidade de separação é simplificada, já quepossui apenas uma única potência de jato quando atuada.Muito embora o sistema tenha sido descrito como se cadaarranjo fosse usado para distinguir cada um dos diferentestipos de material alvo, também é possível haver arranjossensores redundantes que possuam pontos de comutaçãoidênticos ou semelhantes, de modo a aprimorar a acurácia dosistema. Em alguns casos, diferentes sensores são melhoresna detecção de diferentes formatos ou tamanhos de materiaisalvo. Por exemplo, um sensor de freqüência elevada podedetectar materiais alvo menores, por ser capaz de obtermuitas amostras em um curto espaço de tempo. Entretanto, afreqüência elevada também pode resultar em mais erros porruído. Operando um arranjo analógico de freqüênciainferior e um arranjo digital de freqüência elevada nomesmo ponto de comutação, a detecção dos materiais alvo nafaixa do sensor poderia ser aperfeiçoada. Muito embora ossensores sejam descritos de forma a possuírem uma distânciade penetração fixa, estes valores podem variar ou alternardependendo das condições operacionais, do tipo do sensor oudas variações de fabricação. Devido à possibilidade de adistância de penetração ser uniforme, pode ser desejávelhaver uma posição ajustável do sensor. Conforme discutidoacima, Os sensores são colocados em distâncias específicasabaixo da superfície superior da correia transportadoratipicamente em um orifício perfurado na bancada. Em umamodalidade, o sensor é rosqueado ou montado em um cilindrorosqueado, e os orifícios perfurados na bancada possuemroscas compatíveis. Cada sensor é ajustável aparafusando-seo sensor para dentro ou para fora do orifício rosqueado.Diversos outros métodos e mecanismos de ajuste do sensorpodem ser usados, inclusive: micro atuadores de ajustelinear, cunhas, dispositivos de atrito ajustáveis, etc.

Em uma modalidade, o sistema inventivo possui umprocedimento de calibração em que as posições do sensor sãoajustadas de modo a fornecer um rendimento uniforme para umdado material alvo. Uma peça alvo referencial é colocadaacima de cada sensor do arranjo na mesma posição relativa,e o rendimento do sensor é verificado quanto àuniformidade. Como alternativa, um padrão de teste dosmateriais de teste pode ser passado sobre os arranjossensores de maneira específica. Os sensores individuaissão ajustados de modo que um saída apropriado seja obtidode cada um deles.

Em uma modalidade, possivelmente é necessário realizara calibração dos sensores. Em função de os saídas para osdispositivos analógicos e digitais serem substancialmentediferentes, podem ser necessários procedimentos individuaisde calibração para cada um deles. Para um dispositivoanalógico, o saída pode ser uma voltagem dentro de umafaixa específica, assim como de 0 a 10 volts ou umavariação de corrente de 4 a 20 mili ampères. Os sensoresanalógicos são ajustados de modo que os saídas para umobjeto de calibração estão dentro de uma faixa estreitaaceitável. Múltiplos objetos de calibração podem serusados. Ao contrário, um sensor digital será ligado oudesligado em reação ao objeto alvo. O método de calibraçãopode exigir a separação de objetos de calibração "ligados"e "desligados" que sejam similares. Se os objetos decalibração "ligados" e "desligados" forem bastantesimilares, os sensores digitais terão um saida maisuniforme. Durante a testagem, os sensores precisam serajustados, de modo que eles ligam quando o objeto decalibração ligado é usado, e desligam quando o objeto decalibração desligado é usado. Uma vez que todos os sensoresestejam calibrados, o sistema deve operar com elevado nívelde seletividade uniforme. Pode ser necessário repetir oprocesso de calibração, ao mesmo tempo em que o sistema eos sensores podem flutuar ao longo do tempo.

Muito embora seja desejável colocar os sensorespróximos um ao outro, esta proximidade extrema poderesultar em "diafonia", que é uma condição em que os sinaisde detecção, que presumidamente devem ser detectados porapenas um sensor, podem ser detectado por outros detectoresadjacentes. O resultado pode incluir a localização dosensor e classificar erros que resultam em erros declassificação. O computador separa as peças alvo e as peçasinadequadamente alvejadas ao mesmo tempo em que atingem aextremidade da correia transportadora. Há diversos métodosde se evitar a diafonia entre os detectores enquanto érealizado o monitoramento de toda a largura da correiatransportadora.

A diafonia ocorre apenas entre sensores que operam namesma freqüência. Na modalidade preferencial, a diafonia éevitada espaçando-se os sensores um do outro. Comreferência à Figura 5, um arranjo de sensores 503 éilustrado, o qual se estende na largura de uma correiatransportadora 501, inclui a primeira fileira de sensores505, que estão espaçados de maneira uniforme um do outro, euma segunda fileira paralela de sensores 507 que estãocontrabalançados da primeira fileira de sensores 505.Assim, as áreas de detecção dos sensores de 500 Hz podemser colocadas em posição sobreposta sem a ocorrência dediafonia. Isto permite que os sensores em cada uma dasfileiras estejam espaçados de maneira bastante próximatransversalmente à largura do trajeto das partes.

Em outras modalidades, é possível usar sensores que operamem duas ou mais freqüências. A diafonia pode ocorrer entresensores que possuem uma sobreposição das áreas de detecçãoe que estão operando na mesma freqüência. Se os sensores

com diferentes freqüências forem misturados nó arranjo, épossível separar de forma suficiente os sensores que operamna mesma freqüência e evitar diafonia. Novamente citando aFigura 6, um arranjo de sensores 513 se estende na largurada correia transportadora 511. Já que os sensores

adjacentes 515, 517 operam em diferentes freqüências, podempermanecer próximos e juntos. Os primeiros sensores defreqüência 515 estão separados de forma suficiente, e demaneira análoga, os segundos sensores de freqüência 517estão separados de forma suficiente de modo a impedir a

ocorrência de diafonia. Em outras modalidades, o arranjopode incluir sensores que operam em múltiplas freqüências,e sensores que são deslocados transversalmente à correia,de modo que os sensores ficam localizados transversalmenteà largura total, porém permanecem separados um do outro.Por exemplo, um arranjo pode incluir um primeiro conjuntode sensores que operam em uma primeira freqüência, umsegundo conjunto de sensores que operam em uma segundafreqüência e um terceiro conjunto de sensores que operam emuma terceira freqüência. Estes diferentes sensores podemser configurados em um padrão alternativo transversalmenteà largura da correia transportadora. Usando diferentesfreqüências e/ou usando múltiplas fileiras deslocadas desensores, fragmentos finos de aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabosisolados e outros fragmentos não condutores podem serdetectados em qualquer ponto transversal à largura dacorreia transportadora. Muito embora o sistema tenha sidodescrito com arranjos de sensores separados, é possívelmisturar o conjunto de sensores em diferentes profundidadese diferentes tipos e freqüências, todos eles em uma ou maistiras que se estendem na largura da correia transportadora.Muito embora o cabeamento deste tipo de sistema misturadovenha a ser complicado, terá como beneficio a colocação desensores distintos de forma bastante próxima, de modo que adiafonia é minimizada. Com referência à Figura 7, em umamodalidade, um arranjo individual 703 inclui 128 sensores707 que estão localizados em quatro fileirascontrabalançadas 705. Os materiais que são detectados semoveriam na direção vertical transversalmente ao arranjo703. Cada uma das fileiras de sensores 705 operatransversalmente à largura da correia transportadora 701.Nesta modalidade, os sensores 707 podem ser montados nosorifícios perfurados na bancada, os quais possuem 38 mm dediâmetro e 19 mm de profundidade. Os orifícios do sensorsão separados por um centro até uma distância central de 72mm em cada fileira 705. Cada fileira é separada por umadistância de 109 mm e os sensores 707 nas fileirasadjacentes são contrabalançados em 18 mm. Esta configuraçãocoloca os sensores 707 em situação transversal à larguratotal com alguma sobreposição entre os sensores 707, etambém fornecem uma separação suficiente para evitar adiafonia entre os sensores 707.

Durante a experimentação, sensores idênticos com freqüênciaelevada de 5 00 Hz foram usados sem a ocorrência de diafoniaentre os eles.

Os sensores são capazes de detectar todos os materiaisalvo que são colocados acima do orifício perfurado nabancada de 3 8 mm de diâmetro que estão dentro da faixa dedetecção. Na modalidade descrita, ocorre uma ligeirasobreposição entre os diâmetros dos orifícios perfurados nabancada das fileiras de sensores transversais à largura doarranjo que se estende no trajeto das partes. Devido àsobreposição dos sensores uma peça pequena dos materiaisalvo pode ser detectada através de múltiplos sensores emdiferentes fileiras do arranjo sensor. A sobreposição podeaumentar o rendimento do sistema agregando um pouco deredundância na detecção do material alvo. A sobreposiçãopode ser quantificada por meio de porcentagem. Porexemplo, um arranjo sensor pode ter uma sobreposição de 33%se um terço de cada sensor estiver sobreposto a outro.Para um nível de redundância elevado, a porcentagem desobreposição pode ser de 50% ou superior. Adicionando maisfileiras ao arranjo, usando orifícios de diâmetros maiores ou colocando os sensores mais próximos e juntos poderesultar no aumento de sobreposição. Após as peças defragmentos finos de aço inoxidável, radiadores dealumínio/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabos isolantes e outros metais não condutores seremclassificadas, essas podem ser recicladas. Muito emboraseja desejável classificar de forma completa os materiaismisturados, sempre incorrerão alguns erros no processoclassificador. O algoritmo de classificação dos fragmentos finos de aço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre,placas de circuito, metais preciosos e semipreciosos debaixa condutividade, chumbo, cabos isolantes e outrosmetais não condutores pode ser ajustado com base napotência do sinal de detecção. Usando sensores analógicos, um sinal forte é uma indicação forte de um metal, enquantoum sinal fraco não indica com tanta certeza se a peçadetectada é metálica. Um algoritmo ajusta uma divisão depeças metálicas e não metálicas com base na potência dosinal, o qual pode ser ajustado, resultando na variação dos erros de classificação. Por exemplo, ajustando o nível dedetecção do sinal para um valor baixo, um maior número depeças não metálicas será classificada como metálica. Demodo inverso, se o nível de detecção do sinal for um valorelevado, um maior número de peças metálicas não seráseparado das peças não metálicas. O processo de reciclagemde metais pode tolerar algumas peças não metálicas,entretanto este erro de classificação precisa serminimizado. 0 usuário final será capaz de controlar o pontode classificação, e pode até mesmo lançar mão do método detentativa e erro ou de dados de resultado empírico paraotimizar a classificação dos materiais misturados.Muito embora o sistema descrito para classificação demetais possa apresentar uma acurácia bastante elevada,resultando em uma classificação de metais com pureza demetais acima de 90%, é possível melhorar este desempenho.Há diversos métodos para o aperfeiçoamento da pureza dosmetais e da separação precisa dos metais não ferrosos e decabos isolados de materiais não metálicos misturados comuma taxa de precisão próxima a 100%. O metal classificadoda forma descrita acima pode ser purificado, de modocomplementar, através de outra classificação em uma unidadede recuperação adicional. A unidade de recuperação ésimilar ao processo primário de classificação de metais. Aspeças de fragmentos finos de aço inoxidável, radiadores dealumíriic/cobre, placas de circuito, metais preciosos esemipreciosos de baixa condutividade, chumbo, cabosisolados e de outras peças de fragmentos não condutoresclassificadas pela unidade primária de classificação demetais são colocadas sobre uma segunda correiatransportadora e digitalizados nos arranjos adicionais dedetectores indutivos de proximidade na unidade derecuperação. Os arranjos do detector da unidade derecuperação pode ser configurado da forma descrita acima.Assim como a unidade primária de classificação, as saídasdos detectores indutivos de proximidade são emitidas paraum computador que rastreia as peças dos fragmentos finos deaço inoxidável, radiadores de alumínio/cobre, placas decircuito, metais preciosos e semipreciosos de baixacondutividade, chumbo, cabos isolados outras peças defragmentos não condutores. 0 computador transmite sinais aomecanismo de classificação para separar mais uma vez aspeças não metálicas e metálicas em compartimentosdiferentes na extremidade da correia transportadora. Namodalidade preferencial, o sistema de classificação usadocom a unidade de recuperação possui jatos de ar montadossob o plano definido pela superfície superior da correiatransportadora. Os jatos de ar não são atuados quandopeças não metálicas atingem a extremidade da correiatransportadora, e descem para um compartimento adjacentenão metálico na extremidade da correia. O computador derecuperação envia sinais que atuam os jatos de ar, quandoas peças metálicas atingem a extremidade da correiatransportadora, desviando-as por cima de uma barreira até ointerior de um compartimento metálico. Estes jatos de armontados na parte inferior são preferenciais, visto que osmetais tendem a ser mais pesados e, portanto, possuem ummomento maior que permite um movimento adicional até ocompartimento metálico do que as peças não metálicas maisleves. As peças finas dos cabos isolados e as peças nãoferrosas resultantes, as quais são separadas através daunidade de recuperação apresentam uma pureza metálicabastante elevada, de até 99%, e podem ser recicladas semqualquer possível problema de rejeição em função da baixapureza.

Já que a maioria das partes que precisam serclassificadas por meio da unidade de recuperação sãometálicas, haverá um número bem menor de peçasclassificadas para o compartimento não metálico do que parao compartimento metálico. Em função de haver algumas peçasmetálicas no compartimento não metálico, e de que o volumetotal será substancialmente menor do que aquele docompartimento metálico, as peças no compartimento nãometálico podem ser colocadas de volta sobre a correiatransportadora da unidade de recuperação e passarem pornova classificação. Introduzindo os materiais não metálicosna unidade de recuperação diversas vezes, quaisquer peçasmetálicas neste material serão finalmente detectadas ecolocadas no compartimento metálico. Este processoassegura a acurácia da classificação metálica e nãometálica.

É preciso compreender que, muito embora a presenteinvenção tenha sido descrita em referência às modalidadesparticulares, essas modalidades poderiam sofrer adições,exclusões e modificações, sem que o escopo da presenteinvenção fosse restringido.

Claims (25)

1. Aparelho de classificação para a separação de peçasmetálicas de misturas de materiais, caracterizado pelo fatode que compreende:uma correia transportadora para transportar peçasmisturadas de materiais;um arranjo de sensores indutivos de proximidadeposicionados transversalmente à largura da correiatransportadora e adjacente à superfície superior da correiatransportadora que emite campos magnéticos e produz sinaiselétricos, quando as peças metálicas são detectadas noscampos magnéticos;uma unidade de separação; eum controlador acoplado a uma pluralidade de sensoresindutivos de proximidade e à unidade de separação;em que, quando o controlador recebe os sinaiselétricos para as peças metálicas detectadas, o controladorinstrui a unidade de separação a separar as peças metálicasque foram detectadas pela pluralidade de sensores indutivosde proximidade provenientes das peças misturadas domaterial.

2. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensoresindutivos de proximidade são sensores indutivos deproximidade de freqüência elevada.

3. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensoresindutivos de proximidade estão separados em fileirasmúltiplas de sensores a uma distância que evita a diafoniaentre os sensores, e os sensores em cada uma das fileirasadjacentes estão contrabalançados de forma deslocada.

4 . Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o arranjode sensores indutivos de proximidade inclui um primeirogrupo de sensores indutivos que operam em uma primeirafreqüência, e um segundo grupo de sensores indutivos queoperam em uma segunda freqüência diferente da primeirafreqüência, e os sensores do primeiro grupo estãoposicionados adjacentes aos sensores do segundo grupo.

5. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidadede separação inclui um arranjo de jato de ar que é montadotransversalmente à extremidade da correia transportadora eque desvia as peças metálicas que descem da extremidade dacorreia transportadora.

6. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreendeadicionalmente:um primeiro compartimento para as peças metálicas; eum segundo compartimento para as peças misturadas quenão sejam peças metálicas ,-em que o arranjo do jato de ar desvia as peçasmetálicas para o primeiro compartimento.

7. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidadede separação inclui um arranjo de jato de ar que é montadotransversalmente à extremidade da correia transportadora eque desvia as peças misturadas não metálicas que descem daextremidade da correia transportadora.

8. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreendeadicionalmente:um primeiro compartimento para as peças metálicas; eum segundo compartimento para as peças misturadas quenão sejam peças metálicas;em que o arranjo do jato de ar desvia as peçasmisturadas não metálicas para o segundo compartimento.

9. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ocontrolador inclui um algoritmo de potência do sinal quepossui sinais de filtros provenientes da pluralidade desensores indutivos de proximidade, que ignoram os sinaisinferiores a um valor pré-determinado, e em que ocontrolador apenas instrui a unidade de separação a separaras peças metálicas apenas se os sinais associados às peçasmetálicas forem superiores ao valor pré-determinado.

10. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o arranjode sensores indutivos de proximidade é montado em orifíciosperfurados na bancada sob uma superfície superior dacorreia transportadora, e as posições dos sensores podemser ajustadas de modo que a distância entre cada um dossensores e a superfície superior da correia transportadorapode ser variada.

11. Aparelho de classificação para a separação depeças metálicas de misturas de materiais, caracterizadopelo fato de que compreende:uma superfície para transportar os metais e a misturade materiais;um arranjo de sensores indutivos de proximidade quesão montados nos orificios perfurados na bancada sob asuperfície, em que os sensores produzem sinais elétricosquando as peças metálicas são detectadas em situação deextrema proximidade aos sensores indutivos de proximidade;uma unidade de separação; eum controlador acoplado ao arranjo de sensoresindutivos de proximidade e ã unidade de separação;em que o controlador instrui a unidade de separação aseparar os metais que foram detectados pelos sensoresindutivos de proximidade provenientes da mistura demateriais.

12. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cadasensor é montado em um orifício para sensor, e o arranjo desensores indutivos de proximidade inclui uma pluralidade defileiras de sensores, e os sensores nas fileiras adjacentessão contrabalançados de modo que as áreas de detecção dosensor das fileiras adjacentes apresentam uma sobreposiçãomínima de 20%.

13. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o arranjode sensores indutivos de proximidade inclui um primeirogrupo de sensores indutivos que operam em uma primeirafreqüência, e um segundo grupo de sensores indutivos queoperam em uma segunda freqüência diferente da primeirafreqüência, e os sensores do primeiro grupo estãoadjacentes aos sensores do segundo grupo, e os sensoresprovenientes do primeiro grupo estão posicionadosadjacentes aos sensores do segundo grupo.

14. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ocontrolador inclui um algoritmo de potência do sinal quepossui sinais de filtros provenientes do arranjo desensores indutivos de proximidade, que ignoram os sinaisinferiores a um valor pré-determinado, e em que ocontrolador somente instrui a unidade de separação aseparar as peças metálicas apenas se os sinais associadosàs peças metálicas forem superiores ao valor pré-determinado.

15. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que asposições dos sensores indutivos de proximidade podem serajustadas, de modo que a distância entre cada um dossensores e a superfície superior da correia transportadorapode ser variada.

16. Aparelho de classificação para a separação depeças metálicas de misturas de materiais, caracterizadopelo fato de que compreende:uma superfície para transportar os metais e a misturade materiais;um primeiro arranjo de sensores indutivos deproximidade e um segundo arranjo de sensores indutivos deproximidade que produzem sinais elétricos quando as peçasmetálicas são detectadas na faixa de detecção dos sensoresindutivos de proximidade;uma unidade de separação para separar os metais damistura de materiais; eum computador acoplado à pluralidade de sensores indutivosde proximidade e a unidade de separação;em que o primeiro arranjo de sensores indutivos deproximidade estão montados a uma primeira distância sob asuperfície e o segundo arranjo de sensores indutivos deproximidade estão montados a uma segunda distância sob asuperfície, e o computador instrui a unidade de separação a separar os materiais que foram detectados pelo primeiroarranjo de sensores de proximidade ou pelo segundo arranjode sensores de proximidade provenientes da mistura demateriais.

17. Aparelho de classificação, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que, se aprimeira peça metálica for detectada pelo primeiro arranjode sensores indutivos de proximidade, porém não fordetectada pelo segundo grupo de sensores indutivos deproximidade, o computador identifica esta peça como sendo o primeiro tipo de metal, e se uma segunda peça metálica fordetectada pelo primeiro arranjo de sensores indutivos deproximidade e também pelo segundo arranjo de sensoresindutivos de proximidade, o computador identifica a segundapeça como sendo o segundo tipo de metal.

18. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 17, caracterizado pelo fato de que computadorinstrui a unidade de classificação a colocar a primeirapeça no primeiro compartimento de classificação, e acolocar a segunda peça no segundo compartimento de classificação.

19. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiroarranjo de sensores indutivos de proximidade é montado emorifícios perfurados na bancada sob uma superfície superior da superfície, e as posições dos sensores pode ser ajustadade modo que a distância entre cada um dos sensores e asuperfície pode ser variada.

20. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a unidadede classificação inclui um arranjo de jato de ar que éorientado transversalmente à largura da correiatransportadora e posicionado adjacente a uma extremidade dacorreia transportadora.

21. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreendeadicionalmente :uma placa sensora fabricada de um polímero resistenteà abrasão com um fator de abrasão elevado e um baixo fatorde coeficiente que possui uma pluralidade de orifíciosperfurados na bancada;em que o primeiro arranjo de sensores indutivos deproximidade estão montados na pluralidade de orifíciosperfurados na bancada.

22. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que superfíciepara transporte dos metais e a mistura de materiais estãona superfície superior de uma correia transportadora quenão contém qualquer material de carbono e possui umaespessura conhecida.

23. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que cada umdos sensores indutivos de proximidade estão montados emorifícios e separados em múltiplas fileiras deslocadas quesão contrabalançadas, de modo que a área de detecção de umsensor em uma primeira fileira se sobrepõe à área dedetecção de um sensor em uma segunda fileira em menos de-80% .

24. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que ossensores são montados em orifícios, e o primeiro arranjo desensores indutivos de proximidade inclui uma pluralidade defileiras, e as áreas de detecção do sensor de uma primeirafileira são contrabalançadas a partir das áreas de detecçãodo sensor de uma fileira adjacente em mais de 20%.

25. Aparelho de classificação, de acordo com areivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o arranjode sensores indutivos de proximidade inclui um primeirogrupo de sensores indutivos que operam em uma primeirafreqüência, e um segundo grupo de sensores indutivos queoperam em uma segunda freqüência diferente da primeirafreqüência, e os sensores do primeiro grupo estãoadjacentes aos sensores do segundo grupo.