TY - BOOK

T1 - Untersuchungen zur Weiterentwicklung der Wirbelstrom-Sortiertechnik

AU - Doninger, Georg

N1 - gesperrt bis 20-12-2025

PY - 2021

Y1 - 2021

N2 - Zu Beginn werden die Ergebnisse einer durchgeführten Literatur- und Patentrecherche zur Wirbelstrom-Sortiertechnik dargelegt. Neben typischen Maschinen- und Aufgabegutparametern wird das Wirkprinzip anhand von horizontalen Polradscheidern erläutert und werden weitere Bauarten angeführt. Anschließend erfolgt die Beschreibung zur Entwicklung eines Modells, welches unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode zur Berechnung der Trajektorien von elektrisch leitfähigen Prüfkörpern und damit in weiterer Folge zur Optimierung eines exzentrischen Polradscheiders herangezogen werden kann. Nach der statischen Modellierung des Magnetsystems und der Validierung der Ergebnisse werden in der folgenden dynamischen Simulation die resultierenden elektrodynamischen Kräfte und Momente in Abhängigkeit des Abstandes und der Polraddrehzahl auf leitfähige Prüfkörper berechnet, wenn diese dem rotierenden Magnetsystem ausgesetzt sind. Die Ergebnisse werden in ein mathematisches Modell zur Lösung der Bewegungsgleichung importiert, wodurch die Prüfkörper-Trajektorien berechnet und visualisiert werden können. Zum Abgleich mit der Realität werden die Flugbahnen der Prüfkörper mit einem, die Trajektorien aufzeichnenden Kamerasystem ermittelt. Zur Sortierung von feinen Nichteisenmetall-Partikeln wird folgend die Möglichkeit eines statischen Magnetsystems recherchiert und die möglichen Vorteile eines solchen Wirbelstromscheiders diskutiert. Die überprüfung der Eignung - unter der Voraussetzung, dass elektrisch leitende Partikel bevorzugt radial abgestoßen werden - erfolgt durch die Fertigung eines Prototyps, welcher mit vier unterschiedlichen Magnetsystemen bestückt wird. Zur Festlegung der Magnetsysteme wird wiederum ein dynamisches Finite-Elemente-Methode-Modell erstellt, wobei besonderes Augenmerk dem Einfluss der Verläufe von tangentialer und radialer magnetischer Flussdichte auf den Beschleunigungsvektor zuteil kommt. Die Beurteilung zur Eignung der Magnetsysteme erfolgt mit dem Trajektorien aufzeichnenden Kamerasystem. Abschließend werden aufbereitungstechnische Untersuchungen an Restfraktionen durchgeführt und die prognostizierten Vorteile validiert.

AB - Zu Beginn werden die Ergebnisse einer durchgeführten Literatur- und Patentrecherche zur Wirbelstrom-Sortiertechnik dargelegt. Neben typischen Maschinen- und Aufgabegutparametern wird das Wirkprinzip anhand von horizontalen Polradscheidern erläutert und werden weitere Bauarten angeführt. Anschließend erfolgt die Beschreibung zur Entwicklung eines Modells, welches unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode zur Berechnung der Trajektorien von elektrisch leitfähigen Prüfkörpern und damit in weiterer Folge zur Optimierung eines exzentrischen Polradscheiders herangezogen werden kann. Nach der statischen Modellierung des Magnetsystems und der Validierung der Ergebnisse werden in der folgenden dynamischen Simulation die resultierenden elektrodynamischen Kräfte und Momente in Abhängigkeit des Abstandes und der Polraddrehzahl auf leitfähige Prüfkörper berechnet, wenn diese dem rotierenden Magnetsystem ausgesetzt sind. Die Ergebnisse werden in ein mathematisches Modell zur Lösung der Bewegungsgleichung importiert, wodurch die Prüfkörper-Trajektorien berechnet und visualisiert werden können. Zum Abgleich mit der Realität werden die Flugbahnen der Prüfkörper mit einem, die Trajektorien aufzeichnenden Kamerasystem ermittelt. Zur Sortierung von feinen Nichteisenmetall-Partikeln wird folgend die Möglichkeit eines statischen Magnetsystems recherchiert und die möglichen Vorteile eines solchen Wirbelstromscheiders diskutiert. Die überprüfung der Eignung - unter der Voraussetzung, dass elektrisch leitende Partikel bevorzugt radial abgestoßen werden - erfolgt durch die Fertigung eines Prototyps, welcher mit vier unterschiedlichen Magnetsystemen bestückt wird. Zur Festlegung der Magnetsysteme wird wiederum ein dynamisches Finite-Elemente-Methode-Modell erstellt, wobei besonderes Augenmerk dem Einfluss der Verläufe von tangentialer und radialer magnetischer Flussdichte auf den Beschleunigungsvektor zuteil kommt. Die Beurteilung zur Eignung der Magnetsysteme erfolgt mit dem Trajektorien aufzeichnenden Kamerasystem. Abschließend werden aufbereitungstechnische Untersuchungen an Restfraktionen durchgeführt und die prognostizierten Vorteile validiert.

KW - Wirbelstromsortierung

KW - Wirbelstrom-Sortiertechnik

KW - Nichteisenmetall-Sortierung

KW - Reststoffaufbereitung

KW - Aufbereitung

KW - eddy current separation

KW - non ferrous metal separation

KW - recycling

M3 - Dissertation

ER -