JP3998750B2 - Repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal sorting device and rotary rotor used therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ、各種廃棄物及び自動車スクラップ等のように磁性物と非鉄金属とその他のごみ等が混り合っている混合ごみ(分別対象の原材料)を分別するのに使用される反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に関する。より詳しくは、混合ごみ中の非鉄金属に回転ロータの移動磁界を加え、これにより非鉄金属に生じる渦電流によって反撥力を生じさせてこの非鉄金属をはじき飛すようにした反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は従来の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置の一例を示し、これは、周知のように、分別対象の原材料としてのごみをベルトで前方へ運び、前方において磁気の反撥作用によって、非鉄金属、その他のごみ、磁性物がこの順序で遠くに落ちるようにして分別するようにしたものである。
【0003】
より詳しくは、この装置は、静止系基体としてのフレーム107を備えている。このフレーム107には一対のプーリ104A,104Bが所定間隔(例えば、1.5m)で回転可能に設けられており、これらの間に任意数の磁性物かき落し用スクレーパ102が付いた原材料供給用の供給ベルト103が巻き掛けられている。
【0004】
手前側のプーリ104Aの上方には原材料としてのごみが供給される供給ホッパ108が設けられている。さらにこのプーリ104Aと、前記フレーム107に固定されたベルト駆動用のモータ105との間に、動力伝達ベルト105Aが巻き掛けられている。これにより、このモータ105によってベルト103が図中矢印A1の方向に、例えば20〜120m/minの速度で、回転させられることになる。
【0005】
前記後側のプーリ104Bの内部空間には、前記ベルト103によって搬送されてくる原材料を図示の3つのシュート109A,109B,109Cに分別するための永久磁石製回転ロータ101が回転可能に設けられている。この回転ロータ101は、図8にその横断面としての概略説明図に示すように、合成樹脂等の外部シェル121で、強磁性マグネットベース123上に交互にN極とS極をくるようにした永久磁石122,122,…をカバーしたものである。この回転ロータ101は、フレーム107に固定されたロータ駆動用モータ106からの動力が動力伝達ベルト106Aによって伝えられて、例えば1500rpmの速度で回転させられるようになっている。このプーリ104Bのさらに前方には、ごみの飛散を防止するカバー110が設けられている。
【0006】
このような装置において、分別対象の原材料としてのごみを供給ホッパ108に供給すると、このごみは供給ベルト103によって前方のプーリ104Bに運ばれる。このプーリ104Bの内側では前述のように永久磁石を有する回転ロータ101が回転している。この回転ロータ101からの磁力線の作用によって、非鉄金属は遠くに飛ばされてシュート109A内に落ち、磁性物はプーリ104Bに引き付けられたまま下側に回転して磁力の弱まったところで一番手前側のシュータ109Cに落ち、その他のごみはプーリ104Bと共に回転して真中のシュータ109Bに落ち、分別が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベルト式の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置では、回転ロータ101の磁気回路をオープン型としている。つまり、回転ロータ101から外部に飛び出たままの磁束による反撥力によって、上述のように、ごみを分別するようにしている。しかしながら、空気は磁気抵抗が大きいため、多くの束磁が積極的な意味で空気中に飛びでてくることはあまり期待できない。図6(B)に上記従来の回転ロータ101における漏れ磁束がどのようになるかの一例を概念的に示す。(図6(A)は、本発明の場合を示し、これについては後述する。)この図6(B)からわかるように、複数の永久磁石122,122,…を順次隣接させ、且つ、それらの永久磁石122,122,…の向きを半径方向にN,S極が並ぶ向きとしたので、一方の永久磁石122からの磁束は、回転ロータ1から外に出ることなく、回転ロータ1内において、ほとんどが隣りの永久磁石122に入る。つまり、回転ロータ外に出るいわゆる有効磁束EMは少ないものとなる。例えば、図示の従来型の回転ロータを用いた場合においては、ベルト表面の磁束密度は最大3000ガウス程度にしかならない。このような低い値では、分別対象物中の非鉄金属に生じる渦電流値も小さくなる。このため、非鉄金属をはじき飛す力が小さくなり、分別条件の悪い対象物、例えばステンレスや小粒径物等は分別が困難である。
【0008】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、永久磁石からの磁束をできるだけ外部に出すようにすることにより、分別の効率を高めることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置は、分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方に設けた回転ロータからの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置において、
前記回転ロータを、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う2つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの2つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とするものである。
【0010】
本発明の反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ローラは分別対象としての混合ごみをコンベアベルトで搬送し、このコンベアベルトの下方からの移動磁界をこのベルトを貫通させて前記混合ごみ中の非鉄金属に作用させ、この非鉄金属に渦電流を生じさせて磁気的な反撥力によってこの非鉄金属をはじき飛して分別を行う反撥磁気回路型非鉄金属分別装置に使用する、前記移動磁界を発生させる回転ローラであって、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う2つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの2つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1〜図5を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0012】
図1〜図5は、本発明の特徴部分としての回転ロータを示すもので、図1及び図4は分離状態の斜視図及び側面図、図2は図1中のマグネットベースの斜視図、図3及び図5は組立状態の正面図及び側面図である。
【0013】
図1、図2からわかるように、この装置はステンレス(例えばSUS304),Cu,Al,しんちゅう等の非磁性材で構成したマグネットベース1を有する。このマグネットベース1は、特に図2からわかるように、むく状に一体に構成されたもので、ほぼ円柱状の本体とその両端の回転軸1a,1aを有する。この本体は周方向に所定間隔で設けた複数の突条1b,1b,…を有する。これらの突条1b,1b,…間に作られる溝1c,1c,…は、特に図3からわかるように、永久磁石3,3,…を収納するためのものである。この永久磁石3,3,…のうち長手方向に並ぶものは、特に図1からわかるように、長手方向に所定の間隔で複数個並べられて磁石列3Aを作っている。この磁石列3Aは図では6列用いられる。つまり、6列の磁石列3Aが、図4からわかる溝1c,1c,…に、図5に示す様に、嵌め込まれる。これらの各永久磁石3A,3A,…をマグネットベース1に固定するため、各マグネット押え板5,5,…がマグネットベース1にそれぞれ2つのボルト7,7で固定される。即ち、長手方向に走るマグネット押え板5,5,…を図3に示すように放射状に並べ、各押え板5を、長手方向に隣り合う永久磁石3と永久磁石3の間の隙間9,9(図1参照)を通して、図5からわかるように、マグネットベース1に締着することにより、永久磁石3,3,…はマグネットベース1に固定される。これらの永久磁石3,3,…は、特に図3からわかるように、N,S極が周方向に並び、且つ、隣り合うもの同士においては同極が向い合うように配置する。
【0014】
永久磁石3,3,…の固定と同時に、周方向に並ぶ永久磁石3と永久磁石3の間の縦溝11,11,…に横断面がくさび状で且つ長尺状のポールピース13,13,…が挟み込まれるようにする。このポールピース13はSS400やS20Cと呼ばれる炭素鋼や、純鉄等の強磁性材によって、特に図1からわかるように、横断面がくさび状で且つ長尺状のものとして構成されたものである。これらのポールピース13,13,…を図4のように縦溝11,11,…に位置させて、上述のように、押え板5を貫通させたボルト7,7,…をマグネットベース1に締着する。これらのポールピース13,13,…の内側の先端は組み立て時において、特に図4からわかるように、突条1b,1b,…の表面に当接する。この状態において、両端にサイドプレート15,15を嵌め合わせる。つまり、サイドプレート15,15を、それらの軸穴15a,15aに回転軸1a,1aが挿入された状態に、サイドプレート15,15とマグネットベース1とを組み立てる。この状態において、図1からわかるように、サイドボルト17,17,…をサイドプレート15,15を貫通させ、この状態でサイドボルト17,17,…をポールピース13,13,…の端面に締着する。ポールピース13,13及びボルト17,17はそれぞれ6つずつある。また、永久磁石列3Aも6列ずつある。そして、回転ロータは、上述のように、半径方向のボルト7,7,…と軸方向のサイドボルト17,17,…によって前記の各部材が一体化されて構成される。
【0015】
上記したように、本発明の実施形態によれば、特に図5からわかるように、永久磁石3,3,…を周方向に並べ、且つ、両極が周方向に位置するようにすると共に隣り合う永久磁石3,3においては同極同士が対向するようにしたので、永久磁石3,3の間に高透磁率のポールピース13を配置したことと相俟って、図6(A)に示したように、隣り合う2つの永久磁石3,3の磁束についてみれば、それらは互いに反撥し合って、そのほとんどがポールピース13を介して外部に出ることとなる。つまり、外部に出る有効磁束EMが著しく増大することになる。このことは、従来例についての磁束の状態を示した図6(B)との比較によっても明らかである。そして、外部に出る有効磁束EMが図7に示すシステムにおいて分別対象としてのごみに有効に作用し、ごみの分別が高効率に行われることとなる。
【0016】
以上のことをことばを変えていえば次の通りである。
【0017】
図6(B)に示す従来型のものは、隣り合う異極性マグネット(122,122)間に分布する磁束が多く、分別に寄与する有効磁束(マグネット上方の磁束)が減じられ、一般には有効磁束密度は3000ガウス程度が限界である。
【0018】
これに対し、図6(A)の本発明による反撥磁気回路型のものにおいては、透磁率の高いポールピース13をマグネット3間に配しているため、同極同士を対向させたマグネット(3,3)から湧き出す磁束は、ほぼそのほんどがポールピース13を通って外部に出る。
【0019】
このためポールピース13の外部上方の磁束密度は、回転ロータ径400mmのもので約5000ガウス、300mmのもので約4500ガウスに達する。
【0020】
一般に、分別に寄与する電磁力の大きさは、磁束密度の2乗に比例するため、従来型に比して(5000G/3000G)2 =2.8倍の値を得る。
【0021】
これにより、従来型では分別不可能であった、ステンレス、鉛、又特に粒径の小さな分別対象物、例えば粒径5mm程度のものまで効率よく分別処理ができる。
【0022】
上述の例では、回転ローラを、周方向にみていわゆる6極型としたが、8〜30極型、好ましくは24極型とすることもできる。さらに、各極、つまり磁石列3Aを3つの磁石3,3,3で構成したが、これも任意の数とできるのも明らかである。
【0023】
なお、マグネットベース2は上述のようにむく状のもののほか、図6に示すように、中空状のマグネットベース20とすることができる。即ち、このマグネットベース20は中空状のボディ21を有し、両端には穴をふさぐ端板22,22が、これらの端板22,22には回転軸23が、それぞれ溶接されて一体化される。このような中空状のものを用いれば材料費が浮くだけでなく、重量も軽減化され、搬送も容易となり且つ使い勝手もよくなる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、混合ごみに回転磁界を作用させるための回転ロータの構成を、周方向に並ぶ複数の永久磁石を隣り合うもの同士においては同極同士を向い合わせ、さらに、永久磁石間には強磁性材製のポールピースを挟むものとしたので、この回転ロータからの磁束を効率良く外部に出して分別対象としての混合ごみに有効に作用させ、高効率で分別を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関連する回転ローラの分離状態の斜視図。
【図2】マグネットベースの斜視図。
【図3】その組立状態の正面図。
【図4】本発明に関連する回転ローラの分離状態の側面図。
【図5】その組立状態の側面図。
【図6】本発明及び従来例の磁束の状態を示す説明図。
【図7】本発明のマグネットベースの変形例における分離状態の斜視図。
【図8】装置全体の概略図。
【図9】従来の回転ローラの側面図。
【符号の説明】
1 マグネットベース
3 永久磁石
5 マグネット押え板
7 ボルト
9 隙間
11 縦溝
13 ポールピース
15 サイドプレート
17 サイドボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a repulsion used for separating mixed waste (raw materials to be separated) in which magnetic materials, non-ferrous metals and other waste are mixed, such as municipal waste, various wastes, and automobile scrap. The present invention relates to a magnetic circuit type non-ferrous metal sorting apparatus. More specifically, a repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal that applies a moving magnetic field of a rotating rotor to non-ferrous metal in mixed waste, thereby causing repulsive force due to eddy currents generated in the non-ferrous metal and repelling the non-ferrous metal. The present invention relates to a sorting device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an example of a conventional repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal separation device, which, as is well known, carries waste as a raw material to be separated to the front by a belt, and in the front, by non-ferrous metal by magnetic repulsion. , And other waste and magnetic materials fall in this order and are separated.
[0003]
More specifically, this apparatus includes a
[0004]
A supply hopper 108 to which garbage as a raw material is supplied is provided above the
[0005]
In the inner space of the
[0006]
In such an apparatus, when waste as a raw material to be separated is supplied to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional belt-type repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal sorting apparatus, the magnetic circuit of the
[0008]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to increase the efficiency of separation by making the magnetic flux from the permanent magnet as much as possible out.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal sorting apparatus of the present invention conveys mixed waste as a separation target by a conveyor belt, and passes the moving magnetic field from a rotating rotor provided below the conveyor belt through the belt, thereby mixing the mixed waste. In the repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal separation device that acts on the non-ferrous metal in the inside, generates eddy currents in the non-ferrous metal, and repels the non-ferrous metal by magnetic repulsive force to perform separation.
A plurality of permanent magnets are arranged in the circumferential direction in the rotating rotor, and the permanent magnets are respectively positioned on both ends in the circumferential direction, and two adjacent permanent magnets have the same polarity. By arranging them to face each other, the magnetic fluxes from these two permanent magnets repel each other, and the magnetic flux density penetrating the mixed waste outside is increased.
[0010]
The rotating roller for a repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal sorting apparatus according to the present invention conveys mixed waste as a separation target by a conveyor belt, and moves a moving magnetic field from below the conveyor belt through the belt to cause non-ferrous metal in the mixed waste. Generates the moving magnetic field used in a repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal separation device that acts on a metal and generates an eddy current in the non-ferrous metal and repels the non-ferrous metal by a magnetic repulsive force for separation. A rotating roller, in which a plurality of permanent magnets are arranged in the circumferential direction, and the permanent magnets are respectively positioned at both ends in the circumferential direction, and two adjacent permanent magnets have the same polarity. By arranging them to face each other, the magnetic flux from these two permanent magnets repels each other, increasing the magnetic flux density penetrating the mixed waste outside. It is characterized in that it has configuration as.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
1 to 5 show a rotating rotor as a characteristic part of the present invention. FIGS. 1 and 4 are a perspective view and a side view in a separated state, and FIG. 2 is a perspective view of a magnet base in FIG. 3 and 5 are a front view and a side view of the assembled state.
[0013]
As can be seen from FIGS. 1 and 2, this apparatus has a
[0014]
At the same time as fixing the
[0015]
As described above, according to the embodiment of the present invention, as can be seen from FIG. 5 in particular, the
[0016]
The above can be changed as follows.
[0017]
The conventional type shown in FIG. 6B has a large amount of magnetic flux distributed between adjacent different polarity magnets (122, 122), and the effective magnetic flux (magnetic flux above the magnet) that contributes to separation is reduced, which is generally effective. The limit of the magnetic flux density is about 3000 Gauss.
[0018]
On the other hand, in the repulsive magnetic circuit type according to the present invention shown in FIG. 6A, the
[0019]
For this reason, the magnetic flux density above the outside of the
[0020]
In general, the magnitude of the electromagnetic force that contributes to the fractionation is proportional to the square of the magnetic flux density, and thus a value (5000 G / 3000 G) 2 = 2.8 times that of the conventional type is obtained.
[0021]
As a result, it is possible to efficiently perform separation processing on stainless steel, lead, and particularly a separation object having a small particle diameter, for example, a particle diameter of about 5 mm, which could not be separated by the conventional type.
[0022]
In the above example, the rotating roller is a so-called 6-pole type as viewed in the circumferential direction, but it can also be an 8- to 30-pole type, preferably a 24-pole type. Furthermore, although each pole, that is, the
[0023]
The magnet base 2 can be a
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the configuration of the rotary rotor for causing the rotating magnetic field to act on the mixed waste is such that a plurality of permanent magnets arranged in the circumferential direction face each other with the same polarity, and further, between the permanent magnets. Since the pole piece made of a ferromagnetic material is sandwiched, the magnetic flux from the rotating rotor can be efficiently output to the outside to effectively act on the mixed waste as the object of separation, so that the separation can be performed with high efficiency. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a separated state of a rotating roller related to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a magnet base.
FIG. 3 is a front view of the assembled state.
FIG. 4 is a side view of a separated state of a rotating roller related to the present invention.
FIG. 5 is a side view of the assembled state.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of magnetic flux of the present invention and a conventional example.
FIG. 7 is a perspective view of a separated state in a modification of the magnet base of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of the entire apparatus.
FIG. 9 is a side view of a conventional rotating roller.
[Explanation of symbols]
1
Claims (10)
前記回転ロータを、周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う2つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの2つの永久磁石からの磁束が互いに発撥し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したしたことを特徴とする反撥磁気回路型非鉄金属分別装置。The mixed waste to be separated is conveyed by a conveyor belt, and a moving magnetic field from a rotating rotor provided below the conveyor belt is caused to pass through the belt to act on the non-ferrous metal in the mixed waste. In a repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal separation device that generates current and repels and separates this non-ferrous metal by magnetic repulsion,
A plurality of permanent magnets are arranged in the circumferential direction in the rotating rotor, and the permanent magnets are respectively positioned on both ends in the circumferential direction, and two adjacent permanent magnets have the same polarity. A repulsive magnetic circuit type characterized in that the magnetic flux density from these two permanent magnets repels each other to increase the magnetic flux density penetrating through the mixed waste outside by arranging them to face each other. Non-ferrous metal sorting equipment.
周方向に複数の永久磁石を並べ、且つ、これらの永久磁石としては周方向両端側にそれぞれが位置するものを用いると共に、隣り合う2つの永久磁石においては同極同士が互いに向い合う配置とすることによりこれらの2つの永久磁石からの磁束が互いに発揆し合って外部にある前記混合ごみを貫通する磁束密度が増えるものとして構成したことを特徴とする反撥磁気回路型非鉄金属分別装置用回転ロータ。The mixed waste as a separation target is conveyed by a conveyor belt, and a moving magnetic field from the lower side of the conveyor belt is caused to penetrate the non-ferrous metal in the mixed waste by causing the belt to penetrate, thereby generating an eddy current in the non-ferrous metal. A rotary rotor for generating the moving magnetic field used in a repulsive magnetic circuit type non-ferrous metal separation device that repels and separates this non-ferrous metal by magnetic repulsion force,
A plurality of permanent magnets are arranged in the circumferential direction, and the permanent magnets are respectively located on both ends of the circumferential direction, and the two adjacent permanent magnets are arranged so that the same poles face each other. for repelling magnetic circuit type nonferrous metal separation device, wherein the kite is configured as the magnetic flux density increases the magnetic flux passing through the mixing dust in outside each other and Hatsu揆each other from the two permanent magnets by Rotating rotor.
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